卫星姿态变化对动态成像的航天TDI CCD机的影响分析

摘要

为实现高分辨率TDI CCD相机动态成像像移速度完全匹配,通过光线追迹像移匹配数学建模和焦平面像移速度矢量分布图,仿真分析了卫星姿态变化对航天TDI CCD相机动态成像的影响.根据卫星动态姿态机动模式,对卫星横滚、俯仰和偏航角的角运动和角速度引起的焦平面像移失配进行计算,利用焦平面像移速度矢量分布图分析三轴角位移和角速度对相机焦平面像移速度的影响机理,采用蒙特卡洛方法对三轴姿态角和姿态角速度进行统计计算,分析出满足高分成像偏流残差的卫星姿态.最后,利用小卫星姿态控制系统全物理仿真平台对成像进行了仿真分析,结果表明:卫星的姿态变化在成像过程中会引起纵向的像移速度失配和横线匹配的残余像移,成像积分级数越低,动态速度越快对卫星姿态要求越低,仿真平台姿态角和姿态角速度控制精度分别优于0.05°,0.005°/s时,积分级数采用32级能较好地满足动态成像质量.