[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810905366.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109191532B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;張艷;張永生;于英;莫德林;竇利軍;張正豪;范大昭;馮伍法;武洋;孟偉燦;王鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王濤;張艷
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/80
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/80
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發(fā)明提供了一種機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定方法，通過(guò)采用機(jī)載線陣CCD相機(jī)分段標(biāo)定模型和循環(huán)兩步法標(biāo)定方法進(jìn)行三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定，可大幅提高三線陣CCD定位精度、降低相機(jī)幾何誤差，普適性強(qiáng)；且基于CAM標(biāo)定文件，利用少量控制點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差，就可有效消除POS原始觀測(cè)數(shù)據(jù)中的誤差因素，使得定位精度進(jìn)一步提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于攝影測(cè)量與遙感測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

三線陣CCD相機(jī)幾何關(guān)系穩(wěn)定、影像清晰、三維量測(cè)精準(zhǔn)、測(cè)繪生產(chǎn)效率高，在航空航天遙感方面廣泛應(yīng)用，是目前主流的測(cè)繪相機(jī)。對(duì)三線陣CCD相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，檢校其系統(tǒng)誤差是保證數(shù)據(jù)產(chǎn)品幾何定位精度的關(guān)鍵步驟。

星載三線陣CCD相機(jī)平臺(tái)穩(wěn)定，系統(tǒng)誤差單一，標(biāo)定難度小，其標(biāo)定技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟。我國(guó)的“天繪一號(hào)”和“資源三號(hào)”三線陣CCD立體測(cè)繪衛(wèi)星的數(shù)據(jù)產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)。機(jī)載三線陣CCD相機(jī)采用飛機(jī)作為遙感平臺(tái)，平臺(tái)抖動(dòng)大，系統(tǒng)誤差復(fù)雜，標(biāo)定難度大。國(guó)內(nèi)普遍使用國(guó)外引進(jìn)的ADS40/80/100系列相機(jī)，采用配套ORIMA軟件進(jìn)行標(biāo)定和幾何處理，處理研究也局限于ORIMA軟件處理后的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。關(guān)于機(jī)載三線陣CCD相機(jī)研制和幾何處理研究相對(duì)滯后，缺乏對(duì)機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定和幾何誤差處理的深入研究。

GFXJ是在我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專(zhuān)項(xiàng)支持下自行研制的首臺(tái)機(jī)載大視場(chǎng)三線陣CCD相機(jī)。課題組首創(chuàng)性地對(duì)我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)機(jī)載大視場(chǎng)三線陣CCD相機(jī)的相機(jī)標(biāo)定技術(shù)展開(kāi)了深入研究。GFXJ相機(jī)采用三線陣推掃方式成像，在航攝過(guò)程中可同時(shí)從前視、下視、后視三個(gè)不同角度對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行推掃成像，提供3個(gè)視角的全色影像與4個(gè)波段的多光譜(R，G，B，NIR)影像。每條CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)線陣列達(dá)到32756個(gè)像元，且為整條CCD而非多片拼接，是目前像元最多的單條線陣CCD。像元大小為5um，相機(jī)焦距達(dá)到130mm。與ADS系列相機(jī)相比，該相機(jī)焦距更長(zhǎng)，CCD更寬，覆蓋范圍更廣。為了提高影像定位精度，滿足1：1000比例尺地形圖測(cè)制的要求，進(jìn)一步提高該測(cè)繪相機(jī)的無(wú)控直接定位精度水平和降低空中三角測(cè)量處理中對(duì)地面控制點(diǎn)的依賴(lài)，需要對(duì)機(jī)載三線陣CCD相機(jī)立體測(cè)繪中的固有系統(tǒng)誤差源進(jìn)行標(biāo)定處理。

本發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定方法，可大幅提高三線陣CCD定位精度、降低相機(jī)幾何誤差，且普適性強(qiáng)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種機(jī)載三線陣CCD相機(jī)標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S01：針對(duì)機(jī)載三線陣CCD相機(jī)影像建立嚴(yán)格成像模型；

S02：對(duì)所述機(jī)載三線陣CCD相機(jī)影像進(jìn)行基于GPU加速處理的多航線影像匹配，并提取連接點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息；

S03：構(gòu)建外方位元素平差模型，利用控制點(diǎn)數(shù)據(jù)和影像匹配獲得的連接點(diǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建多航線的區(qū)域網(wǎng)，建立所述機(jī)載三線陣CCD相機(jī)影像的大規(guī)模平差區(qū)域網(wǎng)，進(jìn)行空中三角測(cè)量處理；

S04：構(gòu)建所述機(jī)載三線陣CCD相機(jī)的變形參數(shù)模型，并固定所述外方位元素平差模型中的外方位元素值，以每個(gè)定向片為采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行相機(jī)變形參數(shù)標(biāo)定，獲得所述相機(jī)變形參數(shù)的標(biāo)定值；

S05：以分段所述機(jī)載三線陣CD相機(jī)的所述標(biāo)定值為基礎(chǔ)，計(jì)算所述機(jī)載三線陣CCD相機(jī)的陣列上每一探元的像點(diǎn)坐標(biāo)(tan(Ψ_x),tan(Ψ_y))、指向角(Ψ_x,Ψ_y)；Ψx是沿軌方向的指向角，Ψy是垂軌方向的指向角；

S06：根據(jù)所述探元的所述指向角，重新計(jì)算所述控制點(diǎn)和連接點(diǎn)的像平面坐標(biāo)，并更新所述像平面坐標(biāo)，重新確定所述平差區(qū)域網(wǎng)的平差；