王田野 吕旺 宋效正 信思博 董瑶海 顾强

(1 上海卫星工程研究所，上海 201109)(2 上海航天技术研究院，上海 201109)

干涉式垂直探测仪(GIIRS)是气象观测的重要仪器，其核心组件是迈克尔逊干涉仪，可对大气的垂直分层进行3维观测，高频次地获取地球大气的3维温度和湿度的分布和变化，类似于对大气做CT切片观测，广泛用于天气预报、气候和环境变化预测[1-2]。为了实现高精度的垂直探测，GIIRS在轨采用凝视成像模式，通过2维扫描镜指向选定的探测区域后，以驻留模式对区域进行连续多帧凝视成像。为了实现高精度探测，GIIRS成像对卫星平台的要求极高：垂直探测期间，要求卫星平台无动力学干扰，确保遥感数据的质量；要求GIIRS视线的指向稳定，确保驻留期间的多帧图像的相对位置关系配准精确。卫星的活动部件往复运动引起的动力学干扰会对GIIRS的成像产生严重干扰；同时，卫星的姿态抖动、轨道摄动均会引起GIIRS视线指向的变化[3]，导致驻留期间的图像产生运动，对遥感数据的定量化应用造成重要影响。为了满足GIIRS的驻留探测需求，要求驻留期间(一般不小于30 s)的视线指向变化不超过1/3像元。以风云四号卫星的GIIRS为例，GIIRS空间分辨率为56 μrad，即要求驻留期间的视线指向变化不超过18 μrad，而传统的姿态控制方法很难保证长时间的视线稳定，因此需要探索新的GIIRS视线指向补偿方法。

为了解决GIIRS的成像问题，目前多采用图像导航配准(INR)[4-5]技术。其中，图像导航(Image Navigation)是指确定图像中每个像元所对应目标的绝对地理位置(经度、纬度)；……