[發明專利]一種無地面控制點遙感衛星幾何定位精度分析方法

有效

• 申請號: 201910625150.4
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110378001B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 江志軍;滿益云;張嘉雷;邊福強
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

一種無地面控制點遙感衛星幾何定位精度分析方法，包括步驟如下：S1：建立嚴格成像模型，并將嚴格成像模型改寫得到嚴格模型幾何定位方程；S2：生成不依賴地形的RPC參數；S3：根據圖像角點法檢驗影像產品自帶的RPC系數的絕對幾何定位精度，判斷影像產品自帶的RPC系數是否能夠作為幾何精度分析檢驗的基準數據；根據檢查點方法，驗證不依賴地形方法生成的RPC系數的內符合精度，排除因RPC系數解算可能引入的誤差；根據交叉驗證法，得出不依賴地形方法生成的RPC系數和影像數據產品自帶RPC系數的相對精度；得出在軌光學遙感衛星直接幾何定位精度分析結論。本發明的方法實現對遙感衛星幾何定位精度的分析計算。

技術領域

本發明屬于遙感衛星幾何定位技術領域，涉及一種衛星幾何定位精度的分析計算方法，適用于在軌光學遙感衛星幾何定位精度分析與評估。

背景技術

遙感衛星(直接)幾何定位精度是評價遙感衛星幾何性能的重要指標，是評估遙感影像幾何定位誤差來源的重要依據。傳統的遙感衛星幾何糾正處理依靠地面控制點消除系統誤差、提升遙感影像定位精度。然而，地面控制點的獲取難度大、效率低；地面控制點的數量畢竟有限，遙感衛星幾何定位精度難以得到充分的驗證；地面控制點的數量、質量和分布等對影像糾正的精度有影響，難以直接分離得到遙感衛星幾何定位精度并為其精度提升提供依據。

此外，在遙感衛星設計領域，對遙感衛星幾何定位精度的分析評價多采用經驗模型。分析影響目標定位精度的誤差源，建立誤差傳遞理論模型，根據各因素影響值綜合計算圖像目標的定位精度，可作為理論分析的參考依據。但是主要基于經驗值開展計算，只能給出大致的圖像定位精度范圍，不適用于在軌遙感衛星幾何定位精度的嚴格分析計算。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，本發明提供了一種無地面控制點的遙感衛星幾何定位精度分析方法。基于遙感衛星影像輔助數據(姿態數據、星歷數據、傳感器數據)和全球DEM數據(SRTM，航天飛機雷達地形測繪任務)，不依賴地面控制點，實現對遙感衛星幾何定位精度的分析計算。

本發明所采用的技術方案是：一種無地面控制點遙感衛星幾何定位精度分析方法，其特征在于，包括步驟如下：

S1：建立嚴格成像模型，嚴格成像模型的方程如下：

其中，M＝M₃·M₂·M₁；(X,Y,Z)為像點對應地物點在地心慣性坐標系下的坐標，(X_E,Y_E,Z_E)為像點對應地物點在地心旋轉坐標系下的坐標，(x,y)為定義于圖像坐標系下的像點坐標，(x₀,y₀)為像主點坐標，x₀＝detOriginX/detPitch，y₀＝detOriginY/detPitch，焦距f＝PD/detPitch；λ為縮放比例因子；參數detOriginX,detOriginY是探測陣列行的第0列像素在相機坐標系中的偏移量；PD是等效相機焦距；detPitch為單個像素寬度；

M₁為地心旋轉坐標系到飛行器坐標系的旋轉矩陣，M₂為飛行器坐標系到相機坐標系的旋轉矩陣，M₃為探測陣列繞相機光軸的旋轉角度構成的旋轉矩陣；

將嚴格成像模型改寫得到嚴格模型幾何定位方程如下：

其中，

S2：生成不依賴地形的RPC參數，具體步驟如下：

(2.1)生成虛擬控制點網格，具體步驟如下：

將影像劃分為n×n個格網，n的取值為10～100；