本发明涉及一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，同时涉及相应的在轨标定系统，属于卫星遥感技术领域。
背景技术：
对于微波载荷而言，天线指向精度是影响微波探测数据应用的重要因素，不仅直接影响观测目标地理定位的准确度，而且对于探测数据的辐射定标精度也有重要影响。特别是，随着应用需求和技术工艺的提升，大口径天线逐渐由地基探测变为星载探测。如何保证大口径天线在复杂太空环境中的天线指向精度，仍然是一个需要解决的关键问题。
对于星载太赫兹探测仪而言，天线指向的准确性最终体现在天线电轴的标定精确性。由于天线电轴参数直接决定天线指向，其偏差不仅直接影响探测目标的指向控制，而且影响探测数据的定位精度。因此，对太赫兹探测仪入轨后的天线电轴进行在轨标定，是星载太赫兹探测仪工作的基础。天线电轴主要受天线的形面、形状、安装支架、馈源以及反射面装配关系等多种因素的综合影响，天线电轴的参数可由天线电轴的方向图直观描述。星载天线通常在整星安装完成后，在地面进行天线参数的地面标定。
对于静止轨道卫星搭载的星载太赫兹探测仪而言，由于其本身的天线结构复杂，组成部件众多，支撑结构尺寸较大，特别是静止轨道星载太赫兹探测仪入轨后，不仅经受了剧烈的发射振动，而且还受到静止轨道空间热环境影响及重力释放等多种因素，使得天线的形状及结构等发生形变，导致星载太赫兹探测仪的在轨实际电轴偏离地面标定电轴。星载太赫兹探测仪在轨工作后，在轨实际电轴的变化主要包括：
(1)机械轴与电轴的综合变化
星载太赫兹探测仪天线的主波束中心轴称为电轴，在轨工作后，仪器对地球的扫描观测是通过控制卫星的机械轴运动来实现的，本质上是电轴对地球的扫描，需要准确知道电轴与观测目标的关系。在卫星发射前的设计和装调中，电轴应尽量与卫星平台的机械轴一致，并需进行精确地标定。但是，卫星入轨后的环境变化，将给机械轴和电轴均带来变化，这种综合变化使的探测方向所观测的遥感目标的地理位置发生偏移。
(2)不同工作频段(也称通道)的电轴之间的变化
静止轨道微波探测仪的馈源的设计，既要充分利用来自发射体汇聚的能量以提高接收效率，又要减小相互影响。从设计的角度，每个频段的电轴应该与天线的中心光轴重合。但是，这是非常困难的。因此，在地面精确地测试和标定它们之间的关系，在获取数据时进行处理来保证配准。卫星在轨后，电轴的相对关系也会发生变化。它们的变化会带来遥感数据通道间配准的变化。
对于发射前的天线电轴偏差，在实验室可以进行初步的标定。但是，对于星载太赫兹探测仪发射入轨后的天线电轴偏差，在轨标定需要找到一种可行的方法。
如图6所示，现有的天线电轴在轨标定方法是以地面测控站为参考基准，通过地面站基于测控信号功率的高低对卫星天线进行扫描并跟踪，实现对天线指向的星地对准、主要实现地面观测站与星载对地天线之间的指向对准的应用目标。其标定过程主要在地固坐标系中进行，而且卫星端与观测站之间的信号在传播中所受到的大气干扰影响标定的结果，其带来的不足是：1)对天线指向的标定结果，其本质并不是对天线自身的标定，而是天线自身偏差耦合了大气干扰及地面系统误差等多种效应的一种标定；2)其标定结果，只能限于该地面固定接收站与卫星之间的天线指向的标定，而无法将该标定结果应用于天线与其它地面观测站之间的标定；更无法应用于天线在其它指向下天线电轴的标定。
技术实现要素：
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定系统。
为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，包括以下步骤：
s1：选定射电星，并设置参考基准天线电轴；
s2：基于选定的所述射电星，通过对所述射电星的信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，对各个频段的天线电轴进行标定；
s3：根据各个频段的所述天线电轴与所述参考基准天线电轴之间的相对关系，得到各个频段的所述天线电轴之间的相对关系，然后输出各个频段的所述天线电轴之间的相对标定关系；
其中，天线在轨方向图的构建是以选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联得到的，m为正整数。
其中较优地，所述步骤s2中包括以下步骤：
获得一颗射电星在太赫兹探测仪天线的方向图中的预期观测方位，以及实际观测方位；
建立所述实际观测方位与所述预期观测方位的偏差；
将实际观测到的峰值对应的相位，等效为天线理想坐标系下的实际观测矢量，以及根据所述实际观测到的所述峰值对应的实际观测时刻下，天线指向所述射电星位置的方向矢量在天线理想坐标系下的理想观测矢量，获得所述射电星的实际观测方位与预期观测方位的偏差值；
重复上述步骤，逐一求得每个射电星的所述偏差值，并建立实际观测方位与预期观测方位的偏差方程；
通过最优化求解算法，求解所述偏差方程，输出所述天线电轴的标定结果。
其中较优地，所述步骤s2中进一步包括以下步骤：
s21：设置待标定天线的标定频段；
s22：选取所述待标定频段内的多颗射电星，并编排观测计划；
s23：根据所述观测计划，在横向扫描与纵向步进两个方向，以基准中心对一颗射电星的网格覆盖式扫描观测，并记录观测数据；
s24：根据射电星的辐射数字信号值，并综合卫星位置及姿态等辅助数据，将观测方位进行空间基准一致性处理，构建天线在轨实测方向图；
s25：根据太赫兹探测仪自身观测几何参数、卫星位置及姿态等辅助数据，计算射电星在理想电轴基准条件下的预期观测方位；
s26：对射电星的实际观测方位与预期观测方位之间的偏差进行比较；
s27：重复步骤s23～s26，选择多颗电星观测数据；
s28：通过最优化求解算法，对所述天线基准电轴中心及方位进行标定。
其中较优地，所述步骤s24中包括以下步骤：
1)在发射前确定理想电轴在卫星坐标系中的零度基准指向向量；
2)对于第k颗恒星、第m次驻留观测，根据第m次驻留的探测时刻，获取卫星位置及姿态信息，其中k为正整数；
3)根据所述理想电轴的所述零度基准指向向量，综合利用卫星瞬时位置及姿态，确定零度基准指向向量，作为在第m次驻留时刻相对第1次驻留观测时刻的相对指向变化方位；
4)根据实测指向角度以及所述相对指向变化方位，计算以第1次观测基准进行归一化后的两个方向的指向角；
5)分别以所述指向角作为x轴、y轴坐标，以所述辐射数字信号值作为z轴，建立天线在轨实测方向图；
6)根据所述天线方向分布图，通过对辐射能量分布曲面的特征分析，确定辐射中心的位置，得到所述射电星的所述实际观测方位。
其中较优地，在所述步骤s28中，利用求解综合评价方程组auk-vk＝εk误差最小的最优化问题的方式，对天线电轴的位置进行标定；
其中，εk为在第k颗射电星，在实测信号最强峰值处，对预期观测方位向量uk校正后，与实际观测方位向量vk之间的剩余残差，(k＝1，2，…，n)，n为有效观测射电星数量。
其中较优地，所述步骤s3中包括以下步骤：
s31：设定需要标定的多个频段的天线，并逐一编号；
s32：对第w个频段的天线电轴进行标定后，得到其实际在轨天线电轴与理想电轴之间的误差转换矩阵为aw，其中w＝1，2，…，w；对于任意的w1，w2两个频段的天线电轴，则w2相对w1的误差转换矩阵为：
根据本发明实施例的第二方面，提供一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定系统，包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：
选定射电星，并设置参考基准天线电轴；
基于选定的所述射电星，通过对所述射电星的信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，对各个频段的天线电轴进行标定；
根据各个频段的所述天线电轴与所述参考基准天线电轴之间的相对关系，得到各个频段的所述天线电轴之间的相对关系，然后输出各个频段的所述天线电轴之间的相对标定关系；
其中，天线在轨方向图的构建是以选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联得到的，m为正整数。
本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，将整个标定观测过程全部在太空中完成，直接从星载太赫兹探测仪天线对射电源进行观测，全部观测链路不经过大气系统，使在轨标定可行，也避免了大气干扰。所以，该在轨标定方法真正实现对星载太赫兹探测仪天线电轴自身偏差的高精度在轨标定，有效避免大气衰减及干扰所引入的误差。
另一方面，本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法具有对宽频谱、多频段的天线电轴进行综合标定的优势。由于该在轨标定方法采用射电星为参考基准，因此只要射电星可涵盖的频谱范围，该在轨标定方法就可以对相应频段的天线电轴进行标定；而射电星作为太空中的自然天体具有极广的频谱覆盖范围。所以，该在轨标定方法能够对宽频谱、多频段的天线电轴进行逐个或同步标定，并实现各个频段下天线电轴之间的相对关系标定。
附图说明
图1为本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法的流程图；
图2为星载太赫兹探测仪对射电星的网格式扫描观测示意图；
图3为利用对射电星的网格式观测信息重建在轨天线电轴方向的示意图；
图4为特定标定频段下，星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定的流程图；
图5为本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定系统的结构示意图；
图6为现有技术中，星载太赫兹探测仪天线电轴的标定方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
本发明是以射电星作为空间基准，对宽频谱、多频段的星载太赫兹探测仪天线电轴进行在轨高精度标定的方法。该在轨标定方法以射电星作为空间基准，直接在太空中从星载太赫兹探测仪天线对射电星进行观测，全部观测链路不经过地球大气系统，通过对射电星信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，实现对星载太赫兹探测仪天线电轴的在轨标定。
下面结合图1～图4详细说明本发明实施例提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法。如图1所示，该在轨标定方法包括以下步骤：
s1：选定射电星，并设置参考基准天线电轴
这是常规方法，在此不赘述。
s2：基于选定的射电星，对各个频段的天线电轴进行标定
预先设置待标定的多个标定频段(探测频段)、标定时段(探测时段)。在实际应用中，标定频段是从载荷探测波段的波段列表中根据应用需求选出，然后进行天线电轴的标定的某一特定频段。在各个相应频段、相应时段，选取一定数量的射电星，建立频段-时段-射电星的对应关系。无论频段是否重叠，都可以进行标定。
进一步地，如果对多个频段进行标定，是在单频段电轴标定方法的基础上，利用不同频段的射电星，逐频段对太赫兹探测仪的各频段天线电轴进行标定。下面详细说明对单频段的天线电轴的标定步骤。
如图2所示，在实际观测中，假设在标定时段的中心时刻t，理想射电星位置为s，以s为中心，将天线阵列主波束对准射电星s进行扫描观测。在天线的e、h两个方向上，分别以固定间隔进行天线方位的分步驻留指向设计，围绕理想射电星中心，进行网格覆盖式分步驻留观测，得到图3所示的在轨天线电轴方向图。
如图4所示，在特定一个标定频段，针对多颗射电星，进行星载太赫兹探测仪天线电轴的标定方法包括以下步骤：
s21：设置待标定天线的标定频段；
s22：选取待标定频段内的多颗射电星，并编排观测计划；
将标定频段内的多颗射电星，编排出观测计划，实现对n颗射电星逐一进行观测。
s23：根据观测计划，在横向扫描与纵向步进两个方向，以基准中心对一颗射电星的网格覆盖式扫描观测，并记录观测数据；
在标定频段内，选取n(n≥3)颗射电星进行观测。对于每颗射点星，不妨以第k颗射电星为例(k＝1，2，…，n)，假设在探测时段的中心时刻tkc，理想射电星位置为sk，以sk为理想射电星中心，将天线阵列主波束对准射电星sk(如图2所示)，在天线的e、h两个方向可对应唯一的观测方位，不妨记为(ekc，hkc)。
以观测指向方位(ekc，hkc)为基准中心，在天线的e、h两个方向上，分别以固定间隔δα进行天线方位的分步驻留指向设计，围绕理想射电星中心，进行网格覆盖式分步驻留观测。不妨假设在e、h方向分别划分为2s 1个驻留位置，则形成(2s 1)行、(2s 1)列的网状驻留网格，共进行m＝(2s 1)2次分步驻留观测。例如，在第一行第一列处，设计的驻留观测指向角为(de1，1，dh1，1)，可表述为
de1，1＝ekc-sδα，dh1，1＝hkc-sδα；
在第i行第j列处，设计的驻留观测指向角为(dei，j，dhi，j)，其中
dei，j＝ekc (i-1-s)δα，
dhi，j＝hkc (i-1-s)δα，
(i＝1，2，…，s；j＝1，2，…，s)。
为了后续描述的便捷性，将上述2维空间驻留的编号顺序(i，j)，用1维序号m描述，其中m与分步驻留观测行列号之间的关系为m＝(i-1)*(2s 1) j。
因此，在第i行第j列处设计的驻留观测指向角为(dei，j，dhi，j)，可等价描述为，在第m个驻留位置处设计的驻留观测指向角为(dem，dhm)；进一步为了更准确的表示是对第k颗恒星在第m个驻留位置处设计的观测方位角，将其表示为(dek，m，dhk，m)。需要说明的是，上面的i、j、k、m、m、n等均为正整数。
同样地，对n颗射电星依次进行观测，并依次记录载荷观测射电星时的原始辐射数字信号值(简称原始dn值)；并同时记录射电星编号、观测时刻、观测方位，以及对应时刻的卫星轨道位置及姿态。
在一次观测时段内，对同一颗射电星sk共进行m次观测，其中m＝(2s 1)2。一个时段内多次观测，就是分步驻留的m次观测。在一次完整的实验中，频段是固定不变的。
s24：根据射电星的辐射数字信号值(即dn值)，并综合卫星位置及姿态等辅助数据，将观测方位进行空间基准一致性处理，构建天线在轨实测方向图；
由于在不同观测时刻，射电星分别处于天线的不同方位，而且卫星姿轨状态也在时刻发生变化，即，其空间观测基准条件是在变化的，是不一致的。因此，需要在同一天线空间基准条件下，将所有驻留观测的射电星成像方位，转换为空间基准一致性的空间方位描述。
为数据处理的便捷性，不妨选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联，即可构建真实天线在轨实测方向图。具体步骤如下：
1)理想电轴、机械轴与卫星之间的相对位置关系，在发射前可通过地面实验确定；因此，在扫描转角为零度时，理想电轴在卫星坐标系中的零度基准指向向量是确定的。
2)对于第k颗恒星、第m次驻留观测，根据第m次驻留的探测时刻，获取卫星位置及姿态信息。
3)根据电轴零度基准指向向量，综合利用卫星瞬时位置及姿态，可唯一确定零度基准指向向量，在第m次驻留时刻相对第1次驻留观测时刻的相对指向变化方位(rek，m，rhk，m)。
4)根据实测指向角度(dek，m，dhk，m)以及相对指向变化方位(rek，m，rhk，m)，可以计算以第1次观测基准进行归一化后的两个方向的指向角(uek，m，uhk，m)＝(dek，m，dhk，m) (rek，m，rhk，m)。
5)分别以(uek，m，uhk，m)作为x轴、y轴坐标，以辐射数字信号值作为z轴，即可建立在轨实测的三维方向上的天线方向分布图。
6)根据天线方向分布图，通过对辐射能量分布曲面的特征分析，可以确定辐射中心的位置，即射电星所在的实际观测方位(tek，thk)。
s25：根据太赫兹探测仪自身观测几何参数、卫星位置及姿态等辅助数据，计算射电星在理想电轴基准条件下的预期观测方位；
预期观测方位的计算方法，其基本算法步骤同s24相似，两者的区别在于：根据辐射中心对应的时刻，对射电星的位置进行预测，计算射电星所在的理想观测方位。1)根据太赫兹探测仪实时测量机械轴的转动角度，转轴位置以及零度基准指向向量，可以实时计算理想电轴的中心指向向量；2)根据探测时刻，可以获取该时刻的卫星位置及姿态信息；3)根据电轴瞬时中心指向向量，卫星的瞬时位置及姿态，建立射电星-卫星-理想电轴中心指向向量之间的三维立体几何关系，即可唯一确定射电星相对理想电轴瞬的预期观测方位(pek，phk)。
s26：对射电星的实际观测方位与预期观测方位之间的偏差进行比较；
对同一颗射电星的多次观测并计算得到的实际空间方位(即步骤s24中获得的值)，以及步骤s25中计算得到的预期观测方位，计算出实际观测方位与预期观测方位之间的偏差值(δek，δhk)＝(tek-pek，thk-phk)。
s27：重复步骤s23～s26，选择多颗电星观测数据；
重复步骤s23～s26，得到不同射电星的观测数据，进而得到各个射电星在同一标定频段内的实际观测方位与预期观测方位之间的偏差值(δek，δhk)，其中k＝1，2，…，n。
s28：通过最优化求解算法，对天线基准电轴中心及方位进行标定；
由于(δek，δhk)是二维误差信息，虽然在精度需求不高的条件下，可以简单描述电轴的偏差关系；但是其本质上无法准确描述天线在三维空间中的误差信息。因此，为了对天线在三维空间中的误差进行标定，下面以三维空间误差传递关系矩阵对三维误差进行描述。
对第k颗射电星，由于在e、h方向的观测方位角度直接决定观测方位向量，因此，根据实际观测方位(tek，thk)可求得实际三维观测方位向量vk；根据预期观测方位(pek，phk)可计算观测方位向量uk；，假设两个方位向量可通过误差转换矩阵a建立等价转换关系式：
auk＝vk，其中误差转换矩阵
在本发明的实施例中，对于n颗射电星，可分别构造n个等价关系式。利用综合偏差最小化的原则，将n个等价方程组联立，可将电轴误差标定的问题，转化为综合评价方程组auk-vk＝εk误差最小的最优化问题。其中，εk为在第k颗射电星，在实测信号最强峰值处，对预期观测方位向量uk校正后，与实际观测方位向量vk之间的剩余残差，(k＝1，2，…，n)，n为有效观测射电星数量。通过数值求解算法，求解上述最优化问题，即可求得该频段天线电轴中心距离理想电轴的偏差转换矩阵a；将a带入，即可对天线电轴的位置进行标定。
s29：输出该频段天线电轴的在轨偏差标定值；
s3：输出多个频段下天线电轴之间的相对标定关系。
根据各个频段下，天线电轴与参考基准电轴之间的相对关系，得到各个频段下天线电轴之间的相对关系，从而实现对太赫兹多频段探测仪不同频段天线电轴相互关系的标定。
在各个频段下，天线电轴之间的相对关系的计算方法步骤如下：
s31：设定需要标定的多个频段的天线，并逐一编号；
假设共需要对w个频段的天线电轴进行标定。
s32：根据步骤s31的编号顺序，假设对第w个频段的天线电轴进行标定后，得到其实际在轨天线电轴与理想电轴之间的误差转换矩阵为aw，其中w＝1，2，…，w。
任意两个天线电轴之间的误差转换矩阵关系可以通过下述关系描述。对于任意的w1，w2两个频段的天线电轴，则w2相对w1的误差转换矩阵为
为实现本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，本发明还提供一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定系统。如图5所示，该在轨标定系统包括存储器51和处理器52，还可以根据实际需要进一步包括通信组件、传感器组件、电源组件及输入/输出接口。其中，存储器51、通信组件、传感器组件、电源组件及输入/输出接口均与该处理器52连接。其中，存储器51可以是静态随机存取存储器(sram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、可编程只读存储器(prom)、只读存储器(rom)、磁存储器、快闪存储器等，处理器52可以是中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)、现场可编程逻辑门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、数字信号处理(dsp)芯片等。其它通信组件、传感器组件、电源组件等均可以采用现有智能设备中的通用部件实现，在此就不具体说明了。
另一方面，在该在轨标定系统中，所述处理器52读取所述存储器51中的计算机程序，用于执行以下操作：
选定射电星，并设置参考基准天线电轴；
基于选定的所述射电星，通过对所述射电星的信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，对各个频段的天线电轴进行标定；
根据各个频段的所述天线电轴与所述参考基准天线电轴之间的相对关系，得到各个频段的所述天线电轴之间的相对关系，然后输出各个频段的所述天线电轴之间的相对标定关系；
其中，天线在轨方向图的构建是以选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联得到的。
本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，将整个标定观测过程全部在太空中完成，直接从星载太赫兹探测仪天线对射电源进行观测，全部观测链路不经过大气系统，使在轨标定可行，也避免了大气干扰。所以，该在轨标定方法真正实现对星载太赫兹探测仪天线电轴自身偏差的高精度在轨标定，有效避免大气衰减及干扰所引入的误差。
另一方面，本发明提供的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法具有对宽频谱、多频段的天线电轴进行综合标定的优势。由于该在轨标定方法采用射电星为参考基准，因此只要射电星可涵盖的频谱范围，该在轨标定方法就可以对相应频段的天线电轴进行标定；而射电星作为太空中的自然天体具有极广的频谱覆盖范围。所以，该在轨标定方法能够对宽频谱、多频段的天线电轴进行逐个或同步标定，并实现各个频段下天线电轴之间的相对关系标定。
上面对本发明进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
1.一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于包括以下步骤：
s1：选定射电星，并设置参考基准天线电轴；
s2：基于选定的所述射电星，通过对所述射电星的信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，对各个频段的天线电轴进行标定；
s3：根据各个频段的所述天线电轴与所述参考基准天线电轴之间的相对关系，得到各个频段的所述天线电轴之间的相对关系，然后输出各个频段的所述天线电轴之间的相对标定关系；
其中，天线在轨方向图的构建是以选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联得到的,m为正整数。
2.如权利要求1所述的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于所述步骤s2中包括以下步骤：
获得一颗射电星在太赫兹探测仪天线的方向图中的预期观测方位，以及实际观测方位；
建立所述实际观测方位与所述预期观测方位的偏差；
将实际观测到的峰值对应的相位，等效为天线理想坐标系下的实际观测矢量，以及根据所述实际观测到的所述峰值对应的实际观测时刻下，天线指向所述射电星位置的方向矢量在天线理想坐标系下的理想观测矢量，获得所述射电星的实际观测方位与预期观测方位的偏差值；
重复上述步骤，逐一求得每个射电星的所述偏差值，并建立实际观测方位与预期观测方位的偏差方程；
通过最优化求解算法，求解所述偏差方程，输出所述天线电轴的标定结果。
3.如权利要求1或2所述的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于所述步骤s2中进一步包括以下步骤：
s21：设置待标定天线的标定频段；
s22：选取所述待标定频段内的多颗射电星，并编排观测计划；
s23：根据所述观测计划，在横向扫描与纵向步进两个方向，以基准中心对一颗射电星的网格覆盖式扫描观测，并记录观测数据；
s24：根据射电星的辐射数字信号值，并综合卫星位置及姿态等辅助数据，将观测方位进行空间基准一致性处理，构建天线在轨实测方向图；
s25：根据太赫兹探测仪自身观测几何参数、卫星位置及姿态等辅助数据，计算射电星在理想电轴基准条件下的预期观测方位；
s26：对射电星的实际观测方位与预期观测方位之间的偏差进行比较；
s27：重复步骤s23～s26，选择多颗电星观测数据；
s28：通过最优化求解算法，对所述天线基准电轴中心及方位进行标定。
4.如权利要求3所述的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于所述步骤s24中包括以下步骤：
1)在发射前确定理想电轴在卫星坐标系中的零度基准指向向量；
2)对于第k颗恒星、第m次驻留观测，根据第m次驻留的探测时刻，获取卫星位置及姿态信息，其中k为正整数；
3)根据所述理想电轴的所述零度基准指向向量，综合利用卫星瞬时位置及姿态，确定零度基准指向向量，作为在第m次驻留时刻相对第1次驻留观测时刻的相对指向变化方位；
4)根据实测指向角度以及所述相对指向变化方位，计算以第1次观测基准进行归一化后的两个方向的指向角；
5)分别以所述指向角作为x轴、y轴坐标，以所述辐射数字信号值作为z轴，建立天线在轨实测方向图；
6)根据所述天线方向分布图，通过对辐射能量分布曲面的特征分析，确定辐射中心的位置，得到所述射电星的所述实际观测方位。
5.如权利要求3所述的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于所述步骤s28中，利用求解综合评价方程组auk-vk＝εk误差最小的最优化问题的方式，对天线电轴的位置进行标定；
其中，εk为在第k颗射电星,在实测信号最强峰值处,对预期观测方位向量uk校正后，与实际观测方位向量vk之间的剩余残差，(k＝1,2,…,n)，n为有效观测射电星数量。
6.如权利要求1所述的星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定方法，其特征在于所述步骤s3中包括以下步骤：
s31：设定需要标定的多个频段的天线，并逐一编号；
s32：对第w个频段的天线电轴进行标定后，得到实际在轨天线电轴与理想电轴之间的误差转换矩阵为aw，其中w＝1,2，…，w；对于任意的w1,w2两个频段的天线电轴，则w2相对w1的误差转换矩阵为：
7.一种星载太赫兹探测仪天线电轴在轨标定系统，其特征在于包括处理器和存储器，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：
选定射电星，并设置参考基准天线电轴；
基于选定的所述射电星，通过对所述射电星的信号的接收来确定天线在轨方向图以及各个频段之间的相对关系，对各个频段的天线电轴进行标定；
根据各个频段的所述天线电轴与所述参考基准天线电轴之间的相对关系，得到各个频段的所述天线电轴之间的相对关系，然后输出各个频段的所述天线电轴之间的相对标定关系；
其中，天线在轨方向图的构建是以选取天线理想电轴坐标系作为基准坐标系，以第1次观测为基准，将第m次驻留观测指向基准一致化处理后，与辐射数字信号值进行关联得到的,m为正整数。
技术总结