[發明專利]一種帶約束條件的多面陣航攝儀平臺檢校方法

有效

• 申請號: 201310303749.9
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103364012B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 李英成;劉曉龍;朱祥娥;丁曉波;齊艷青
• 申請（專利權）人: 中測新圖（北京）遙感技術有限責任公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳開磊

1.一種帶約束條件的多面陣航攝儀平臺檢校方法，其特征在于，包括如下步驟：

采用交叉飛行多個攝站曝光得到相鄰虛擬影像重疊度大于80%的多組子影像，并進行多張子影像的連接點匹配；

利用地面檢校場的控制點，計算子相機的攝影中心距離及子相機線元素；

在進行空中三角測量時，進行光束法區域網平差，根據控制點坐標、匹配后的子影像間的連接點，以及各子影像的外方位元素初值通過共線方程建立模型，將子相機的攝影中心距離作為已知值，即將子相機線元素常量作為約束條件，將平臺檢校參數作為一個整體進行解算，求解子影像外方位元素中角元素；

其中，每個攝站上設置有四個相機，每個攝站同一時刻曝光四張子影像。

2.如權利要求1所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺檢校方法，其特征在于，

所述采用交叉飛行多個攝站曝光得到相鄰虛擬影像重疊度大于80%的多組子影像，并進行多張子影像的連接點匹配之前，還包括如下步驟：

將每個攝站上設置的四個子相機采用高強度支架緊固在平臺上，四個子相機間的距離固定，將四個子相機作為一個整體。

3.如權利要求2所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺檢校方法，其特征在于，

所述利用地面檢校場的控制點，計算子相機的攝影中心距離及子相機線元素，包括如下步驟：

利用地面檢校場的控制點，通過空間后方交會方法計算得出子相機的攝影中心距離及子相機間的線元素平均值；

將計算的子相機間的線元素平均值作為子相機線元素。

4.如權利要求3所述的帶約束條件的多面陣航攝儀平臺檢校方法，其特征在于，

所述在進行空中三角測量時，進行光束法區域網平差，根據控制點坐標、匹配后的子影像間的連接點，以及各子影像的外方位元素初值通過共線方程建立模型，將子相機的攝影中心距離作為已知值，即將子相機線元素常量作為約束條件，將平臺檢校參數作為一個整體進行解算，求解子影像外方位元素中角元素，包括如下步驟：

根據相機安置的物理結構，過四個子影像的攝影中心擬合一個平面M，四個攝影中心的重心O可作為虛擬影像的攝影中心，建立空間直角坐標系O-XYZ，所述空間直角坐標系O-XYZ是一個建立四個子相機攝影中心線元素關系的一個輔助坐標系；

四個子相機攝影中心在O-XYZ中的平面坐標為(Da_i,Db_i,0)，其中Da_i,Db_i為已知值，設子影像在虛擬影像坐標系中的旋轉角為，其中為已知值，則子相機的攝影中心坐標(X_sc,Y_sc,Z_sc)為：

XscYscZsc=RDaiDbi0+XsYsZs]]>

其中：

Rω=1000cosω-sinω0sinωcosω,]]>Rκ=cosκ-sinκ0sinκcosκ0001]]>

其中：R為旋轉矩陣，為虛擬影像的角元素，(X_S,Y_S,Z_S)為虛擬影像攝影中心線元素；

建立共線方程的數學模型；其中，子影像對應的旋轉矩陣為R_c=R*R_i且

Rωi=1000cosωi-sinωi0sinωicosωi,]]>Rκi=cosκi-sinκi0sinκicosκi0001]]>

取值Rc=a1a2a3b1b2b3c1c2c3,]]>則共線方程為：

x=-fa1(X-Xsc)+b1(Y-Ysc)+c1(Z-Zsc)a3(X-Xsc)+b3(Y-Ysc)+c3(Z-Zsc)y=-fa2(X-Xsc)+b2(Y-Ysc)+c2(Z-Zsc)a3(X-Xsc)+b3(Y-Ysc)+c3(Z-Zsc)]]>

將X_sc,Y_sc,Z_sc用X_S,Y_S,Z_S的函數表示，對上式線性化后得出誤差方程式為：

其中，上式中各系數分別對應為：

對于1號相機為已知，相應的角元素偏導項為零，用矩陣符號表示的誤差方程式為：

v=At+Bu+Cs-l

其中：

A=a11a12a13a14a15a16a21a22a23a24a25a26]]>

B=-a11-a12-a13-a21-a22-a23]]>

C=0，為1號子相機相對虛擬影像的旋轉角初始值；

C=a17a18a19000000a27a28a29000000,]]>為2號子相機相對虛擬影像的旋轉角初始值；

C=000a110a111a112000000a210a211a212000,]]>為3號子相機相對虛擬影像的旋轉角初始值；

C=000000a113a114a115000000a213a214a215,]]>為4號子相機相對虛擬影像的旋轉角初始值；

u=ΔXΔYΔZT]]>

l=lxlyT]]>

v=vxvyT]]>

對于控制點，對應的ΔXΔYΔZ項為零；每組四個子影像對應一組系數矩陣A和未知數t，每個物方點對應一組u，每個子相機對應一組Δω_iΔκ_i；

將虛擬影像外方位元素A、物方點坐標B、子相機相對虛擬影像的旋轉角C參數的初始值、以及每個觀測點的像點坐標(x_i,y_i)代入所述誤差方程迭代計算，直到計算結果收斂到閾值；

在解算后根據2、3、4號子相機旋轉角度的修正值調整1號子相機至虛擬面的旋轉角，以使得虛擬影像與4個子影像的旋轉角度對稱；

其中：矩陣s中有9個未知數；在矩陣s中Δω₂Δκ₂為2號子相機相對虛擬相機角元素的修正值；Δω₃Δκ₃為3號子相機相對虛擬相機角元素的修正值；Δω₄Δκ₄為4號子相機相對虛擬相機角元素的修正值。