[發明專利]一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法

有效

• 申請號: 201910351621.7
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110111274B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 孫向東;張過;蔣永華
• 申請（專利權）人: 張過
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明涉及一種相機的幾何定標方法，特別涉及一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，屬于航空航天領域。一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，采用顧及誤差時間特性的偏置矩陣模型，利用控制點基于最小二乘原理解求未知數，實現面陣相機的高精度外方位元素定標。本發明基于高精度配準控制點實現衛星面陣相機幾何定標，避免系統誤差對視頻衛星幾何定位精度的影響，提升衛星幾何定位精度，對保障衛星在動態觀測領域的應用效果具有十分重要的意義。

技術領域

本發明涉及一種相機的幾何定標方法，特別涉及一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，屬于航空航天領域。

背景技術

在建立成像幾何模型的過程中，影像外方位元素的準確性將直接影響模型的精度。外定向過程是由相機坐標系下探元指向恢復其在地心地固坐標系下的指向。高精度幾何檢校是保障衛星幾何質量的關鍵技術，該技術利用地面控制數據消除星上成像系統誤差，提升影像幾何定位精度。高精度幾何檢校是實現衛星高精度定位的關鍵環節，也是衛星探測和消除高頻誤差的基礎。目前，國外研究的都是利用幾何定標場控制數據實現高精度幾何定標。2011年法國發射Pleiades衛星后，CNES的研究人員利用該衛星的高敏捷成像能力，提出了不依賴于幾何定標場的系列自檢校方法，在不依賴外部高精度控制數據的條件下實現了系統誤差的消除補償，并得到了不遜于常規定標場方法的定標精度。然而，該方法的實現，依賴Pleiades衛星的高敏捷、高穩定性。國內對線陣推掃光學衛星的在軌幾何檢校研究起步較晚，如，徐建艷等人提出了利用偏移矩陣補償CBERS衛星系統誤差；張過等人分析了不同姿態角對幾何定位的影響，提出了利用不同成像條件影像分別求解偏置矩陣角度的方法；劉楚斌等人研究了ALOS PRISM影像的姿態系統誤差補償，利用1個控制點改正姿態角常差等。以上方法實現了姿態系統誤差補償，對提升衛星影像的系統定位精度有一定效果，但是精度不高，且無法考慮由于平臺穩定性不夠以及陀螺漂移對姿態確定精度的影響。

因此研究星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，提出常量偏置矩陣模型和顧及誤差時間特性的偏置矩陣模型，以解決系統誤差對衛星幾何定位精度的影響問題，提升衛星幾何定位精度，對保障衛星在動態觀測領域的應用效果具有十分重要的意義。

發明內容

本發的目的是提供一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，該方法基于高精度配準控制點實現衛星面陣相機幾何定標，避免系統誤差對視頻衛星幾何定位精度的影響，提升衛星幾何定位精度，對保障衛星在動態觀測領域的應用效果具有十分重要的意義。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案。

一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，采用顧及誤差時間特性的偏置矩陣模型，利用控制點基于最小二乘原理解求未知數，實現面陣相機的高精度外方位元素定標。

一種星載推掃式光學傳感器外方位元素定標方法，包括如下步驟：

步驟1，控制點量測。

遙感衛星應用需要控制點。采用控制點影像庫的衛星遙感影像控制點的半自動選取技術，準確而又快速地量測出控制點，且能夠保證控制點影像量測的精度；半自動選取技術主要包括控制點影像庫的建立與應用。

步驟1.1，建立控制點數據庫。

建立地面控制點影像庫首先需要在地面應用系統的數據庫中創建有關地面控制點列表(TABLE)，然后通過提取地面控制點，將有關控制點的信息存入數據庫中，地面控制點影像庫表結構如表1。

表1地面控制點影像庫表結構