范城城，王　密，朱　映，向夏芸，程宇峰

(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430072)

Research on the Method of ZY-3 Satellite Attitude Interpolation and Fitting

FAN Chengcheng，WANG Mi，ZHU Ying，XIANG Xiayun，CHENG Yufeng



ZY-3卫星姿态插值与拟合方法研究

范城城，王密，朱映，向夏芸，程宇峰

(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430072)

Research on the Method of ZY-3 Satellite Attitude Interpolation and Fitting

FAN Chengcheng，WANG Mi，ZHU Ying，XIANG Xiayun，CHENG Yufeng

摘要：卫星姿态作为构建ZY-3卫星高分辨率遥感影像严密几何成像模型的必要参数，其精度对卫星影像几何定位精度有直接影响，因此研究如何获取卫星成像时刻的三线阵影像扫描行精确姿态具有重要意义。本文分别基于多项式插值方法、多项式拟合方法及球面线性插值方法对ZY-3卫星星上直传精密姿态进行了拟合与平滑，进一步与基于高精度几何定标场反演的对地相机精密姿态进行了比较。研究结果表明，基于欧拉角姿态参数的插值拟合方法同样适用于四元数姿态参数，两者精度相当，且姿态拟合精度可以达到1～2角秒级，为遥感影像高精度几何处理提供精确可靠的外方位角元素。

关键词：姿态拟合；姿态插值；多项式拟合；球面线性插值；ZY-3卫星

一、引言

高精度卫星姿态是构建光学影像严密几何成像模型时重要的外方位角元素，因此ZY-3卫星遥感影像几何定位精度在很大程度上对卫星姿态质量具有依赖性。为实现ZY-3卫星精密定姿任务从而进一步保证高分辨率遥感影像的几何定位精度，星上配置了高精度星敏感器与惯性陀螺传感器，通过两者的组合定姿，可以充分保证ZY-3卫星高精度定姿任务[1]。考虑到ZY-3卫星遥感线阵影像成像时刻与卫星姿态解算时刻不一致，以及不同定姿手段、采样间隔、定姿载荷观测历元不同步等因素，需要对卫星姿态进行插值或拟合。……