[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星光學(xué)遙感相機內(nèi)方元素在軌檢校方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010194882.1
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101852623A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝雪濤;徐建艷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種衛(wèi)星光學(xué)遙感相機內(nèi)方元素在軌檢校方法，其特征在于包括如下步驟：

建立OXYZ三維坐標系，其中相機在坐標系中的位置為O₁，地球中心在坐標系中的位置為O₂，坐標系中X向為線陣推掃方向，Y向為垂軌方向，Z向為遙感相機視軸，設(shè)地面某控制點P，向量O₁P與地球相交于P點，O₁P與焦平面相交于P₂點，由于光學(xué)部件設(shè)計與加工缺陷的存在，視向量O₁P在焦平面的實際成像位置為P₁點，設(shè)P₂點的Y坐標為y₂，P₁點的Y坐標為y₁，則根據(jù)徑向畸變模型公式得出y₂與y₁的關(guān)系式：

y₂＝c₀+c₁y₁+c₂y₁²+c₃y₁³

計算模型參數(shù)c₀、c₁、c₂和c₃，將計算得到的模型參數(shù)c₀、c₁、c₂和c₃代入上式，得到P₂點修正后的Y坐標y₂′，進一步得到擬合殘差Δy₂＝y(tǒng)′₂-y₂，調(diào)整相機焦距f，使得擬合殘差Δy₂最小，完成在軌檢校，其中計算模型參數(shù)c₀、c₁、c₂和c₃的步驟如下：

(1)選擇幾何檢校區(qū)，衛(wèi)星在幾何檢校區(qū)成像后得到1級圖像，同時選擇與1級圖像具有相同分辨率或更高分辨率的正射影像和DEM高程圖作為參考圖，在1級圖像上選取k個控制點，同時在所述參考圖上選取k個同名點，記錄1級圖像上k個控制點的坐標(m，n)，m表示列號，n表示行號，記錄參考圖上k個同名點的經(jīng)緯度坐標和高度值(Lon，Lat，h)，Lon表示經(jīng)度，Lat表示緯度，h表示高度，其中k為正整數(shù)；

(2)根據(jù)列號m，計算OXYZ三維坐標系下控制點的y坐標，

y＝c(m-M/2)，其中M表示一行的像元個數(shù)，c表示像元尺寸，

得到控制點線陣向量w₀(0，y，f)，進一步歸一化得到控制點線陣向量w_i；

(3)根據(jù)行號n，計算控制點所在行的成像時刻秒計數(shù)t，

t＝n·d-t₀，其中d為積分時間，t₀為1級圖像第一行秒計數(shù)，

根據(jù)秒計數(shù)t，利用衛(wèi)星下傳的GPS數(shù)據(jù)，計算成像時刻衛(wèi)星在地固系的位置坐標向量P_t，并假設(shè)衛(wèi)星和相機的坐標重合，根據(jù)參考圖上同名點的經(jīng)緯度坐標和高度值(Lon，Lat，h)，計算得到地固系下控制點的坐標向量P_j，控制點坐標向量P_j減去衛(wèi)星位置坐標向量P_t得到控制點視向量v₀，進一步歸一化得到控制點視向量v_i；

(4)在k個控制點的線陣向量w_i中選擇最接近相機視軸的向量w_ij，計算向量w_ij與視軸的夾角α：

y₀表示離相機視軸最近的控制點的y坐標；

分別以最接近相機視軸的向量w_ij、v_ij為基準，計算其它k-1個向量與所述向量w_ij、v_ij的夾角，得到k-1個控制點線陣向量間夾角Aw_i和k-1個控制點視向量間夾角Av_i，每個夾角都加上一個夾角α，得到Aw’_i和Av’_l；

(5)計算線陣坐標Bw_i和Bv_i，計算公式為：

Bw_i＝f*tan(Aw′_i)

Bv_i＝f*tan(Av′_i)，f為相機焦距；

線陣坐標Bw_i和Bv_i分別對應(yīng)公式y(tǒng)₂＝c₀+c₁y₁+c₂y₁²+c₃y₁³中的y₁和y₂，將Bw_i和Bv_i代入公式y(tǒng)₂＝c₀+c₁y₁+c₂y₁²+c₃y₁³，用最小二乘法擬合得到模型參數(shù)c₀、c₁、c₂和c₃。