【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光遥感测距，尤其涉及一种基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法。
技术介绍
1、准确、高效、实时观测地表变化是人类一直以来努力的目标，它关系着人类的生存与生活，卫星遥感技术的发展使得这一目标更加接近。其中，星载单光子激光测高技术相较于传统全波形激光测高技术，具有脉冲能量低、重频高等显著优势，使其获得更加持久的寿命和更加密集的地表光子点云，成为了目前是卫星遥感技术中的重要手段之一。
2、但星载单光子激光受卫星发射时震动、在轨环境突变、长期运行热效应等因素的影响而导致单光子激光指向、测距参数发生改变，使得单光子激光点云产生定位误差。对于轨道高度约500 km的国产遥感卫星，1角秒激光指向误差引起约2.5 m光子点云定位误差，激光测距误差又直接转化为激光足印高程误差。因此，星载单光子激光高精度几何检校是卫星在轨后的首要关键工作，能够消除或减小激光指向与测距误差，所以需要采用星载激光检校方法对星载单光子激光进行检校以降低或消除误差。
3、目前星载激光检校方法可分为全波形激光和单光子激光检校方法两类。其中全波形激光的检校方法主要包括：地形匹配检校法、仿真波形匹配检校法、激光探测器检校法、机载红外相机检校法、角反射器（corner cube retroreflector, ccr）检校法。这些方法均基于全波形激光“低重频”特性，面向单个已分离的激光足印实施检校，未考虑单光子激光“高重频”带来的激光足印无法分离的难题，难以适用于单光子激光。
4、星载单光子激光检校方法主要包括：改进的地形
技术实现思路
1、（一）专利技术目的
2、本专利技术的目的是提供一种基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，利用角反射器精确定位激光足印质心，并作为地面控制点，实现对星载单光子激光的高精度检校，从而解决地形匹配检校法无法高精度检校的不足。
3、（二）技术方案
4、为解决上述问题，本专利技术的提供了一种基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，包括如下：确定粗检校激光足印中心线步骤：计算所有被触发的角反射器回波光子点云长度，选取角反射器回波光子点云长度最长的角反射器作为最优角反射器，并利用该最优角反射器进行粗检校获得粗检校参数，根据粗检校参数对单光子激光点云再次定位，获得粗检校激光足印中心线；确定最佳激光足印中心线步骤：选取任意两个被触发的角反射器，获取四条潜在的激光足印中心线，将四条潜在的激光足印中心线逐一与粗检校激光足印中心线比对，选取两者夹角最小的潜在的激光足印中心线作为最佳激光足印中心线；确定精定位激光足印中心线步骤：根据单光子激光足印半径构建单光子激光足印迭代半径集合，计算单光子激光足印迭代半径集合内的所有单光子激光足印迭代半径对应的激光足印迭代质心坐标，并拟合为直线作为不同单光子激光足印迭代半径所对应的激光足印迭代中心线，将所有激光足印迭代中心线与粗检校激光足印中心线逐一比对，选取两者夹角最小的激光足印迭代中心线为精定位激光足印中心线，并获得与之对应的激光足印质心作为精定位激光足印质心；激光几何精检校步骤：将精定位激光足印质心作为地面控制点，根据星载单光子激光几何定位模型完成单光子激光几何检校。
5、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定粗检校激光足印中心线步骤还包括：角反射器识别步骤：计算每个被触发的角反射器的回波光子点云地面高度，根据每个角反射器的角反射器回波光子点云和地面回波光子点云的测距值，并结合卫星飞行方向和角反射器的真实高度，识别每个角反射器回波光子点云所对应的角反射器。
6、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定最佳激光足印中心线步骤中，潜在的激光足印中心线为同时与选取的两个角反射器的角反射器质心圆相切的切线。
7、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定粗检校激光足印中心线步骤中，计算得出粗检校激光足印中心线的方位角，并近似认为是真方位角；确定最佳激光足印中心线步骤中，计算得出四条潜在的激光足印中心线的第一方位角，并将第一方位角与真方位角逐一进行比对，两者差值最小的潜在的激光足印中心线为最佳激光足印中心线。
8、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定精定位激光足印中心线步骤中，计算每条激光足印迭代中心线的第二方位角，然后将第二方位角与真方位角进行比对，两者差值最小的潜在的激光足印中心线便是精定位激光足印中心线。
9、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定精定位激光足印中心线步骤中单光子激光足印半径集合为：数值范围为、间距为0.1m的离散数值区间，其中为星载单光子的激光足印理论半径。
10、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中确定最佳激光足印中心线步骤还包括：
11、根据最佳激光足印中心线确定每个角反射器的粗检校激光足印质心。
12、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中粗检校激光足印质心或精定位激光足印质心的坐标如下式：
13、,
14、其中，为粗检校激光足印质心的坐标；为角反射器地面坐标；为角反射器光子点云长度；为星载单光子的激光足印理论半径，可由下式计算得出：
15、,
16、其中，为星载单光子激光光子测距值；为星载单光子激光发散角全角。
17、进一步的，上述基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法中激光几何精检校步骤中星载单光子激光几何定位模型中星载单光子激光光子地面位置矢量如下：
18、（1）
19、其中，为星载单光子激光光子地面位置矢量；为gnss天线中心位置矢量；为gnss天线中心到卫星质心的偏移矢量；为icrf坐标系到itrf坐标系的旋转矩阵；为卫星本体坐标系到icrf坐标系的旋转矩阵；为星载单光子激光出光点到卫星质心的偏移矢量；为星载单光子激光光子测距；为星载单光子激光光子测距改正量；为星载单光子激光脉冲单位矢量；为星载单光子激光指向检校值。
20、本专利技术先选取角反射器回波光子点云长度最长的角反射器作为最优角反射器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于，包括如下：
2.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于，所述确定粗检校激光足印中心线步骤还包括：
3.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于，包括如下：
2.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于，所述确定粗检校激光足印中心线步骤还包括：
3.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于角反射器的星载单光子激光高精度检校方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘仁，洪亮，谢俊峰，莫凡，魏旭，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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