[發明專利]一種數字化幾何定標場和GCP相結合的內方位元素定標方法

有效

• 申請號: 201811270813.7
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109143295B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 龍小祥;王冰冰;李慶鵬;崔林;黨安松
• 申請（專利權）人: 中國資源衛星應用中心
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種數字化幾何定標場和GCP相結合的內方位元素定標方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、在待定標影像的某一范圍內進行外業地面控制點(GCP)采集并制成點之計，根據所述點之計在立體環境下生成像控點文件；

步驟二、將數字化幾何定標場數據與步驟一中的待定標影像進行控制點自動量測，獲取控制點坐標；

步驟三，利用衛星的姿態、軌道、行時和衛星的實驗室定標參數，建立基于一元三次曲線的探元指向角在軌幾何檢校模型；

步驟四、利用所述步驟二中控制點坐標和所述步驟三中的探元指向角在軌幾何檢校模型，迭代求解相機內定標參數；

步驟五，利用所述步驟一中生成的像控點文件，對所述步驟四中相機內定標參數進行優化；

所述步驟三中基于一元三次曲線的探元指向角在軌幾何檢校模型為：

其中

式中，(X_g,Y_g,Z_g)與(X_gps,Y_gps,Z_gps)分別表示像點對應的物方點及GPS天線相位中心在WGS84坐標系下的坐標；λ為比例系數，分別代表WGS84坐標系到J2000坐標系的旋轉矩陣、J2000坐標系到衛星本體坐標系的旋轉矩陣、衛星本體坐標系到相機坐標系的旋轉矩陣；(B_X,B_Y,B_Z)_body代表從傳感器投影中心到GPS天線相位中心的偏心矢量在衛星本體坐標系下的坐標；(t)表示當前參數是一個隨時間變化的量；(ψ_x(s),ψ_y(s))代表探元s在相機坐標系下的指向角，s代表探元列號；pitch、roll、yaw分別為俯仰、翻滾以及偏航方向夾角；A₀、A₁、A₂、A₃、B₀、B₁、B₂、B₃均一元三次曲線探元指向角內定標模型的系數；

所述利用步驟一中生成的像控點文件，對步驟四中相機內定標參數進行優化的方法包括如下步驟：

步驟(5a)、建立每個內定標參數優化的誤差方程：

V_iGCP＝B_iGCPY_GCP-L_iGCP 權為W_iGCP

其中

Y_GCP＝dΔX_IC＝[dΔA₀ dΔA₁ dΔA₂ dΔA₃ dΔB₀ dΔB₁ dΔB₂ dΔB₃]^T

式中，V_iGCP為內定標參數優化的誤差，L_iGCP是基于步驟四中內定標參數X_IC和外定標參數X_EC當前值的誤差向量；B_iGCP是誤差方程式的系數矩陣；Y_GCP代表內定標參數優化改正數dΔX_IC，d代表改正數符號；W_iGCP是當前GCP的像點量測精度對應的權；F_xi和F_yi分別為沿軌指向角殘差F_x(X_EC,X_IC)、垂軌指向角殘差F_y(X_EC,X_IC)的函數模型；A₀、A₁、A₂、A₃、B₀、B₁、B₂、B₃均一元三次曲線探元指向角內定標模型的系數；

步驟(5b)、計算內定標參數優化改正數Y_GCP：

Y_GCP＝(B_GCP^TW_GCPB_GCP)^-1(B_GCP^TW_GCPL_GCP)

其中

式中，B_GCP為第五中間矩陣，W_GCP為第六中間矩陣，L_GCP為第七中間矩陣；

步驟(5c)、根據步驟四中計算的相機內定標參數X_IC的當前值和步驟(5b)計算的內定標參數優化改正數Y_GCP，確定優化后的相機內定標參數X_IC：