[發明專利]一種光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法

有效

• 申請號: 201510201716.2
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN104764443B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 唐新明;祝小勇;付興科;高小明;謝俊峰;周平
• 申請（專利權）人: 國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 北京智信四方知識產權代理有限公司11519
• 代理人: 宋海龍,陳立平

1.一種光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.1，建立光學遙感衛星影像各像點坐標在相機測量坐標系的三維坐標關系；

步驟1.2，建立光學遙感衛星相機測量坐標系與光學遙感衛星整星基準的轉換關系；

步驟1.3，建立針對光學遙感衛星相機系統、光學遙感衛星姿態測量系統的安裝所導致的光學遙感衛星影像各像點坐標在相機測量坐標系的三維坐標關系和光學遙感衛星姿態測量坐標系的轉換關系誤差的誤差補償模型；

步驟1.4，根據光學遙感衛星姿態測量系統觀測值，確定光學遙感衛星整星基準在地理坐標系下的旋轉關系；

步驟1.5，根據光學遙感衛星軌道測量系統觀測值，確定光學遙感衛星整星基準在地理坐標系下的位置關系；以及

步驟1.6，根據步驟1.1、1.2、1.3、1.4、1.5的計算結果，構建形成光學遙感衛星影像坐標到地面三維坐標的精確轉換關系。

2.根據權利要求1所述的光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法，其特征在于，步驟1.1還包括以下步驟：

步驟1.1.1，根據光學遙感衛星相機焦面安裝關系，確定像點坐標與視主點坐標在相機測量坐標系的理論的三維幾何關系，求出像點坐標在相機測量坐標系下的三維坐標

其中，在相機測量坐標系中，為視主點在X軸上的坐標，為視主點在Y軸上的坐標，為視主點在Z軸上的坐標，為像點與視主點在X軸上的坐標距離，為像點與視主點在Y軸上的坐標距離，為像點與視主點在Z軸上的坐標距離；

步驟1.1.2，根據光學遙感衛星相機光學系統畸變模型以及CCD器件的安裝裝調在軌變形，計算出相機測量坐標系下的像點坐標處的畸變量

其中，為像點坐標在X軸上的畸變量，為像點坐標在Y軸上的畸變量，為像點坐標在Z軸上的畸變量；

步驟1.1.3，據步驟1.1.1、1.1.2的計算結果計算得到光學遙感衛星影像的像點坐標在相機測量坐標系的三維坐標關系

其中，為相機后節點在相機測量坐標系X軸上的坐標，為相機后節點在相機測量坐標系Y軸上的坐標，為相機后節點在相機測量坐標系Z軸上的坐標。

3.根據權利要求1所述的光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法，其特征在于，步驟1.2還包括以下步驟：

步驟1.2.1，根據相機測量坐標系坐標原點與衛星整星基準坐標原點，確定光學遙感衛星相機測量坐標系與光學遙感衛星整星基準的平移關系

其中，為相機測量坐標系在衛星整星基準X軸上的坐標平移距離，為相機測量坐標系在衛星整星基準Y軸上的坐標平移距離，為相機測量坐標系在衛星整星基準Z軸上的坐標平移距離；

步驟1.2.2，根據相機測量坐標系各坐標軸與衛星整星基準坐標軸的角度關系，確定光學遙感衛星相機測量坐標系與光學遙感衛星整星基準的旋轉關系

4.根據權利要求1所述的光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法，其特征在于，在步驟1.3中，利用安裝關系補償系數R_{安裝關系補償}來對光學遙感衛星影像各像點坐標在相機測量坐標系的三維坐標關系和光學遙感衛星姿態測量坐標系的轉換關系誤差進行補償，以建立誤差補償模型。

5.根據權利要求1所述的光學遙感衛星嚴密成像幾何模型構建方法，其特征在于，當采用J2000坐標系作為空間固定慣性參考系并采用WGS84坐標系作為地理坐標系時，步驟1.4還包括以下步驟：

步驟1.4.1，根據光學遙感衛星星敏感器觀測值星敏感器與整星基準的轉換關系確定光學遙感衛星整星基準在J2000坐標系下的轉換關系；

步驟1.4.2，根據光學遙感衛星陀螺觀測值陀螺與整星基準的轉換關系確定光學遙感衛星整星基準在J2000坐標系下的轉換關系；

步驟1.4.3，采用步驟1.4.1和1.4.2的計算結果進行聯合處理以高精度地確定光學遙感衛星整星基準在J2000坐標系下的轉換關系

步驟1.4.4，通過計算J2000坐標系與WGS84坐標系的轉換關系確定光學遙感衛星整星基準在WGS84坐標系下的旋轉關系其中，m是比例因子。