[發(fā)明專(zhuān)利]大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410256931.8
• 申請(qǐng)日: 2014-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104019800A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤紅建
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01C11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C11/00;G01C11/04;G01C25/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星遙感圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位的方法。

背景技術(shù)

由于衛(wèi)星遙感圖像在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了巨大的作用，使得衛(wèi)星遙感得到了快速發(fā)展。隨著應(yīng)用需求的推進(jìn)，能夠向飛行兩側(cè)進(jìn)行大側(cè)擺的衛(wèi)星遙感圖像具有十分靈活的數(shù)據(jù)獲取模式，在應(yīng)急減災(zāi)等發(fā)面發(fā)揮獨(dú)特的作用。但是由于大側(cè)擺遙感衛(wèi)星采用了能對(duì)飛行旁向進(jìn)行大角度的側(cè)擺，給遙感圖像的定位帶來(lái)了一定的困難。此處，大側(cè)擺是指的是能夠向飛行方向兩側(cè)擺動(dòng)角度大于20度以上。

目前國(guó)內(nèi)外在遙感圖像定位積累了豐富的技術(shù)，但在大側(cè)擺情況下的遙感圖像定位的研究成果報(bào)道極少，而研究比較多的常規(guī)不側(cè)擺時(shí)的遙感圖像定位以及側(cè)擺對(duì)遙感的影響。

通用的衛(wèi)星遙感圖像對(duì)地定位方法以視向量方法為多，主要涉及衛(wèi)星和目標(biāo)構(gòu)成的視線方向不同坐標(biāo)系的變換和旋轉(zhuǎn)。如盛夏利用衛(wèi)星指向目標(biāo)點(diǎn)的向量在不同坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換和目標(biāo)點(diǎn)在不同坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的定位(盛夏，靜止氣象衛(wèi)星圖像精確定位技術(shù)研究，遙感信息，2003年3期)。蘇文博等人針對(duì)SPOT-5在確定攝影方向線的基礎(chǔ)上提出基于嚴(yán)密幾何成像模型的定位方法(蘇文博、范大昭、唐新明，SPOT-5無(wú)控制和基于嚴(yán)密成像模型定位的研究，測(cè)繪與空間地理信息，第32卷第5期，2009年)。

而研究衛(wèi)星側(cè)擺對(duì)遙感的影響也有一些研究成果。如張伍分析了影響線陣成像遙感衛(wèi)星圖像定位精度的各種誤差源，給出了圖像定位精度的分析和設(shè)計(jì)方法，也分析了側(cè)擺成像條件下高程和目標(biāo)斜距的不確定性對(duì)圖像定位精度的影響(張伍、陸春玲，線陣成像遙感衛(wèi)星圖像定位精度分析與設(shè)計(jì)航天器工程，第16卷第2期，2007年3月)。而陳紹龍則從空間相機(jī)像移補(bǔ)償?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，建立了衛(wèi)星遙感中偏流角和速高比的概念，給出衛(wèi)星在星下點(diǎn)、側(cè)擺、俯仰攝影模式下偏流角和速高比的計(jì)算公式(陳紹龍，側(cè)擺攝影偏流角和速高比的計(jì)算模型，航天器工程，第19卷第1期，2010年1月)。李廣澤等人根據(jù)寬覆蓋相機(jī)的特性，分析了其側(cè)擺成像的幾何關(guān)系，建立了地面物點(diǎn)到相機(jī)像面的空間坐標(biāo)變換關(guān)系，推導(dǎo)了基于圓地球模型的相機(jī)側(cè)擺像移速度計(jì)算公式及對(duì)圖像質(zhì)量的影響(李廣澤、孔德柱、劉金國(guó)，寬覆蓋型光學(xué)遙感相機(jī)側(cè)擺像移速度計(jì)算，中國(guó)光學(xué)，第6卷5期，2013年10月)

目前已有的衛(wèi)星圖像定位方法缺乏對(duì)衛(wèi)星側(cè)擺因素的處理，而分析側(cè)擺的影響中又將地球簡(jiǎn)化為理想的圓球模型，從而造成了衛(wèi)星圖像定位精度較差。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位的方法，以提高衛(wèi)星定位的精度。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位的方法包括：步驟A：在待定位的線陣CCD遙感圖像中選擇至少三個(gè)定位點(diǎn)，該三個(gè)定位點(diǎn)不在同一直線上；步驟B：對(duì)于線陣CCD遙感圖像中的每一個(gè)定位點(diǎn)，由衛(wèi)星的側(cè)擺角度Ω對(duì)該定位點(diǎn)的橫向坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償修正，得到補(bǔ)償修正后的橫向坐標(biāo)值y_new；步驟C：對(duì)于線陣CCD遙感圖像中的每一定位點(diǎn)，由地球橢球參數(shù)和平均高程計(jì)算該定位點(diǎn)在地球參考系中的高程h_cor；步驟D：對(duì)于線陣CCD遙感圖像中的每一定位點(diǎn)，由該定位點(diǎn)修正后的橫向坐標(biāo)y_new和在地球參考系下的高程h_cor計(jì)算該定位點(diǎn)在地球參考坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的地面平面位置(X，Y)；以及步驟E：由至少三個(gè)定位點(diǎn)在地球參考坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的地面平面位置對(duì)整幅線陣CCD遙感圖像進(jìn)行校正，完成大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像的對(duì)地定位。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位的方法具有以下有益效果：

(1)根據(jù)衛(wèi)星的側(cè)擺角對(duì)線陣CCD遙感圖像的像方坐標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)密的校正和補(bǔ)償，確保了衛(wèi)星側(cè)擺時(shí)圖像橫向坐標(biāo)的幾何關(guān)系得到嚴(yán)密保持；

(2)對(duì)衛(wèi)星側(cè)擺時(shí)由于地球是橢球而引起的直角參考坐標(biāo)系中高度方向的變化進(jìn)行了嚴(yán)密修正，確保了衛(wèi)星側(cè)擺時(shí)地球曲率影響得到了有效補(bǔ)償。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例大側(cè)擺線陣CCD遙感圖像對(duì)地定位方法的流程圖；

圖2為側(cè)擺時(shí)線陣CCD遙感圖像橫向坐標(biāo)的變化示意圖；

圖3側(cè)擺時(shí)地球曲率對(duì)高度的影響幾何示意圖；

圖4為KZ衛(wèi)星在側(cè)擺33度時(shí)獲取的CCD遙感圖像；

圖5為利用圖1所示方法對(duì)圖4所示CCD遙感圖像進(jìn)行定位后的效果圖。

具體實(shí)施方式