基于时谱信号分析的在轨空间目标姿态感知

摘要

为了在天基远距离条件下估计空间目标的姿态参数,提出了基于时序光谱信号分级求解目标表面参数及姿态参数的方法.第一级,在三轴稳定状态下将空间目标等效为"双面模型",引入双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)的多级融合模型表征复杂材料的光谱反射特性,基于时谱信号与时谱信号模型对双面光谱BRDF与面积乘积进行重构.第二级,为了抑制双面耦合特性对姿态估计的影响,构建双面特性分离度,并基于该度量最大化实现光谱波段优选.第三级,构建目标姿态运动状态下的时序光谱信号模型,以模型值与观测值之间的误差为目标函数,利用Levenberg-Marquardt算法对姿态参数进行估计.仿真表明,该方法更适用于方形本体的目标,且反演误差会随相位角和探测器噪声的增大而增大,在信噪比SNR≥10条件下反演误差在2％ 以内.