[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮衛(wèi)星顫振的嚴(yán)格成像模型和定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410050338.8
• 申請(qǐng)日: 2014-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103793609B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童小華;徐聿升;劉世杰;葉真;賀瑋;洪中華;李凌云;王鳳香
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星嚴(yán)格成像方法，尤其是涉及一種考慮衛(wèi)星顫振的嚴(yán)格成像模型和定位方法。

背景技術(shù)

推掃式成像的線(xiàn)陣CCD傳感器在星載航天平臺(tái)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。目前在國(guó)外的商用星載傳感器上，最高影像分辨率可以達(dá)到0.41米。線(xiàn)陣傳感器影像為衛(wèi)星測(cè)繪、遙感和GIS應(yīng)用提供了良好的數(shù)據(jù)來(lái)源。在DOM和DEM等最終數(shù)據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，影像的傳感器成像模型和幾何定向是最基礎(chǔ)和關(guān)鍵的問(wèn)題，其優(yōu)劣直接影響到后續(xù)處理和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的最終精度。傳感器的成像模型反映了地面點(diǎn)三維空間坐標(biāo)與相應(yīng)像點(diǎn)像平面二維坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般可分為兩大類(lèi)：嚴(yán)格成像模型和廣義成像模型。其中，嚴(yán)格成像模型利用傳感器幾何物理參數(shù)、衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星姿態(tài)等空間物理量來(lái)建構(gòu)成像幾何。在嚴(yán)格成像模型的構(gòu)建中，傳感器幾何物理參數(shù)由傳感器自身的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定，而衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)則根據(jù)GPS、星載陀螺和星敏感器等傳感器獲得。但由于傳感器采樣頻率的限制，必須使用模型插值的方法，獲取每行影像對(duì)應(yīng)的軌道和姿態(tài)信息。衛(wèi)星姿態(tài)的建模誤差，是衛(wèi)星立體定位的主要誤差來(lái)源之一，傳統(tǒng)的基于高次多項(xiàng)式和分段多項(xiàng)式的姿態(tài)建模方法，無(wú)法對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中存在的高頻姿態(tài)顫振現(xiàn)象進(jìn)行很好的建模，從而在定位過(guò)程中，存在著由高頻姿態(tài)顫振引起的定位誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種考慮衛(wèi)星顫振的嚴(yán)格成像模型和定位方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種考慮衛(wèi)星顫振的嚴(yán)格成像模型和定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將姿態(tài)顫振通過(guò)余弦疊合式表示；

2)建立考慮姿態(tài)顫振的嚴(yán)格成像模型；

3)確定嚴(yán)格成像模型參數(shù)；

4)采用考慮姿態(tài)顫振的嚴(yán)格成像模型進(jìn)行立體定位。

所述的將姿態(tài)顫振通過(guò)余弦疊合式表示具體為：

將多個(gè)周期性空間外擾力矩引起的姿態(tài)顫振，通過(guò)余弦疊合式表示如下：

j=(t)=Σi=1NAicos(2πfit+φi)---(1)]]>

式中，t為飛行時(shí)刻，j(t)為在t時(shí)刻的姿態(tài)顫振值，A_i、f_i和φ_i分別為第i個(gè)姿態(tài)指向顫振分量的幅值、頻率和相位。

所述的建立考慮姿態(tài)顫振的嚴(yán)格成像模型具體為：

假設(shè)飛行方向?yàn)橄褡鴺?biāo)x軸方向，掃描行方向?yàn)橄褡鴺?biāo)y軸方向，(X，Y，Z)為地面點(diǎn)的物方空間坐標(biāo)，(X_si，Y_si，Z_si)為第i行投影中心的物方空間坐標(biāo)，R_i為第i行像方坐標(biāo)系到物方坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，其物象間的中心投影關(guān)系可以表達(dá)為：