國家衛星海洋應用中心刁寧輝獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉國家衛星海洋應用中心申請的專利星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法、裝置及設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119714559B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510199981.5,技術領域涉及:G01J5/60;該發明授權星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法、裝置及設備是由刁寧輝;周武;楊小嬌;李一楠;石磊;栗曦設計研發完成,并于2025-02-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法、裝置及設備在說明書摘要公布了:本發明公開星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法、裝置及設備,涉及微波遙感技術領域,用于解決現有技術中載荷在冷空定標模式下的天線全向輻射波束指向以及指向目標的確定問題。包括:確定天線坐標系下的天線全向輻射波束的單位矢量,并將其從天線坐標系轉換至慣性坐標系;確定天線全向輻射波束指向的空間目標類別,并進行空間目標坐標系轉換;對空間目標坐標系轉換后的空間目標類別進行亮溫匹配,得到空間目標類別的亮溫。本發明提出的方法可以得到天線全向輻射波束在空間的精確指向以及指向的冷空、地球上的海洋和陸地等目標的亮溫值;計算的波束精確空間指向是衛星在軌冷空定標工作的重要組成部分,有助于衛星載荷的在軌定標和校準。
本發明授權星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法、裝置及設備在權利要求書中公布了:1.星載綜合孔徑輻射計天線輻射目標確定方法,其特征在于,方法包括: 確定天線坐標系下的天線全向輻射波束的單位矢量; 將天線坐標系下的所述單位矢量從天線坐標系轉換至慣性坐標系; 確定天線全向輻射波束指向的空間目標類別;所述空間目標類別包括冷空目標和地球目標; 根據所述空間目標類別進行空間目標坐標系轉換; 對空間目標坐標系轉換后的空間目標類別進行亮溫匹配,得到所述空間目標類別對應的亮溫; 所述確定天線全向輻射波束指向的空間目標類別,包括: 利用慣性坐標系下的衛星位置矢量和波束指向矢量,建立模型,并基于模型確定空間目標類別; 基于模型表征確定方程表達式: C1*S2+2C2*S+C3=0; 若所述方程表達式無解或解為負值,則波束指向冷空,得到波束矢量指向的冷空目標在慣性坐標系下的位置; 若所述方程表達式有解且解為正值,則波束指向地球,與地球存在交點;得到波束矢量指向的地球目標在慣性坐標系下的位置; 所述方程表達式中: C2=Rx*Vx+Ry*Vy+Rz*Vz1-e2; 其中,Vx、Vy和Vz為波束指向單位矢量的坐標,Rx、Ry和Rz為衛星位置矢量的坐標,C1為一元二次方程二次項系數,C2為一次項系數,C3為常數項,S為衛星沿波束指向到空間目標的距離,a為地球的半長軸,e為地球偏心率; 所述將天線坐標系下的所述單位矢量從天線坐標系轉換至慣性坐標系,包括: 獲取地球定位數據; 對所述地球定位數據進行解析,并在解析后的地球定位數據中確定與衛星歷元時間最接近的地球定向參數; 基于地球定向參數將衛星軌道數據由地心地固坐標系轉換至慣性坐標系,將天線坐標系下的所述單位矢量由天線坐標系轉換至慣性坐標系; 所述基于地球定向參數將衛星軌道數據由地心地固坐標系轉換至慣性坐標系,將天線坐標系下的所述單位矢量由天線坐標系轉換至慣性坐標系,包括: 基于安裝矩陣將衛星軌道數據對應的波束指向單位矢量由天線坐標系轉換至衛星本體坐標系; 利用衛星姿態角將波束指向單位矢量由衛星本體坐標系轉換至衛星飛行坐標系; 計算衛星飛行坐標系的三個坐標軸在慣性坐標系中的單位矢量; 基于衛星飛行坐標系的三個坐標軸在慣性坐標系中的單位矢量,確定衛星飛行坐標系到慣性坐標系的轉換矩陣, 將衛星飛行坐標系下的波束指向單位矢量轉換至慣性坐標系; 所述利用衛星姿態角將波束指向單位矢量由衛星本體坐標系轉換至衛星飛行坐標系,包括: 采用公式: 計算得到旋轉矩陣,將波束指向單位矢量由衛星本體坐標系轉換至衛星飛行坐標系; 其中,Torbscb表示旋轉矩陣,y為偏航角,r為滾動角,p為俯仰角; 基于衛星飛行坐標系的三個坐標軸在慣性坐標系中的單位矢量,確定衛星飛行坐標系到慣性坐標系的轉換矩陣,將衛星飛行坐標系下的波束指向單位矢量轉換至慣性坐標系,包括: 計算衛星飛行坐標系的三個坐標軸在慣性坐標系中的單位矢量,得到坐標轉換矩陣; 基于公式:zorb=-reci|reci|確定衛星飛行坐標系Zorb軸在慣性坐標系中的單位矢量; 基于公式:yorb=zorb×veci|veci|確定衛星飛行坐標系Yorb軸在慣性坐標系中的單位矢量; 基于公式:xorb=yorb×zorb確定衛星飛行坐標系Xorb軸在慣性坐標系中的單位矢量; 基于公式:Teciorb=[xorbyorbzorb]確定衛星飛行坐標系到慣性坐標系的轉換矩陣; 基于公式:Veci=TeciorbTorbscbTscbantVa將衛星飛行坐標系下的波束指向單位矢量轉換至慣性坐標系; 其中,reci和|reci|為衛星在慣性坐標系中的位置矢量和矢量的模,veci和|veci|為衛星在慣性坐標系中的速度矢量和矢量的模,Veci為慣性坐標系下的波束指向單位矢量。
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