[發明專利]一種激光測距輔助光學影像聯合平差方法及系統

有效

• 申請號: 201810362451.8
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108594255B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張永軍;謝勛偉;李彥勝;王祥
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S17/42
• 分類號: G01S17/42;G01S17/02;G01S7/497;G06F17/11
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種激光測距輔助光學影像聯合平差方法，其特征在于：將激光測距觀測轉化為坐標觀測引入到光學影像的平差過程之中，包括以下步驟，

步驟1，獲取激光腳印點的概略坐標與先驗精度；

步驟2，按照POS初值計算激光腳印點在某一張影像上的反投影點，并通過匹配計算該反投影點在其他影像上的同名點；

步驟3，按照POS初值計算激光腳印點在所有影像上的反投影點；

步驟4，以所有影像的同名匹配點作為第一類像點觀測值，以步驟2所得激光腳印點在某張影像上的反投影點和該反投影點在其它影像上的匹配點作為第二類像點觀測值，以步驟3所得激光腳印點在所有影像上的反投影點作為第三類像點觀測值，按照如下子步驟建立聯合平差模型，

步驟4.1，計算左影像上點到核線的歸一化距離；

步驟4.2，計算同名點的累計點到核線距離的均方根，并作為聯合平差模型的直接觀測值；

步驟4.3，以同名點的累計點到核線距離的均方根分別對所有影像的外方位元素求微分，并形成誤差方程式；

步驟4.4，對于第二類和第三類像點觀測值，按照傳統攝影測量理論建立反投影殘差誤差方程式；

步驟4.5，對于激光腳印點的概略坐標認為其帶有誤差而建立相應的觀測誤差方程式；

步驟4.6，若存在GPS或者POS觀測值，建立相應的誤差方程式；

步驟4.7，通過步驟4.1～4.6形成的激光測距輔助光學影像聯合平差模型，按照最小二乘的平差準則，精確求解影像的外方位元素；

步驟1中，激光腳印點概略坐標的先驗精度按照如下形式計算，

其中，表示激光腳印點概略坐標在X、Y、Z三個方向的先驗精度；為平臺激光起算位置的先驗精度；D_Dis為激光測距的距離先驗精度；Dψ為激光視向量方位角和高度角的標稱測量精度；

步驟4中，激光測距輔助光學影像聯合平差模型的誤差方程組具有如下形式，

其中，V₁表示同名點以累計點到核線距離的均方根誤差計算的觀測值殘差；V₂表示激光腳印點的像點觀測值按照共線方程計算的觀測值殘差；V₃表示激光腳印點坐標的觀測值殘差；V₄表示GPS或POS觀測值殘差；T_S表示同名點所在影像的外方位元素改正數向量，是多張影像外方位元素改正數向量的集合；t表示影像外方位元素改正數向量；X₁表示激光腳印點坐標改正數向量；X₂是GPS或IMU的檢校參數改正數向量；L₁～L₄為相應的誤差方程式的常數項矩陣；P₁～P₄為觀測值的權矩陣；A～E為相應的系數矩陣。

2.根據權利要求1所述的激光測距輔助光學影像聯合平差方法，其特征在于：對于第一類、第二類和第三類像點觀測值，累計點到核線距離的均方根觀測值的權矩陣P₁采用如下方式進行賦權，

其中，P₁ⁱ,i＝1,2,3分別表示上述三類像點觀測值對應的累計點到核線距離均方根觀測值的權矩陣；表示光學影像的地面平均分辨率；D_FF為激光腳印點概略坐標的先驗精度。