[發(fā)明專利]基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911333634.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN111060077A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭耿;向崇文;盧湛夷;楊中書;王吉心
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 彭耿
• 主分類號(hào): G01C11/04
• 分類號(hào): G01C11/04
• 代理公司: 北京卓唐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11541
• 代理人: 唐海力

本申請(qǐng)公開了一種基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法。該方法包括計(jì)算衛(wèi)星在地面接收站的接收視域范圍的接收時(shí)段，得到時(shí)間序列；根據(jù)預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型得到星下點(diǎn)坐標(biāo)序列，并確定覆蓋區(qū)域序列；在軌遙感圖像中確定地面控制點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型計(jì)算每行圖像成像時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)；根據(jù)所述衛(wèi)星狀態(tài)、所述控制點(diǎn)坐標(biāo)和所述覆蓋區(qū)域的星下點(diǎn)坐標(biāo)，估算出衛(wèi)星成像側(cè)擺角，進(jìn)行單軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地理定位。本申請(qǐng)解決了稀疏地面控制點(diǎn)條件下的遙感圖像地理定位技術(shù)不足的技術(shù)問題。通過本申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)了稀疏地面控制點(diǎn)條件下的遙感圖像地理定位，提供了利用單一控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)單軌遙感數(shù)據(jù)的衛(wèi)星圖像幾何定位方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及衛(wèi)星圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法。

背景技術(shù)

遙感影像的幾何定位技術(shù)主要包括：一，利用衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)的直接定位方法；二，利用地面控制點(diǎn)的導(dǎo)航定位方法。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)定位方法要求地面控制點(diǎn)數(shù)量足夠多且分布良好，進(jìn)而無法解決在地面控制點(diǎn)稀疏情況下的遙感衛(wèi)星圖像高精度定位問題。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中稀疏地面控制點(diǎn)條件下的遙感圖像地理定位技術(shù)不足的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法，以解決稀疏地面控制點(diǎn)條件下的遙感圖像地理定位技術(shù)不足的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法。

根據(jù)本申請(qǐng)的基于稀疏控制點(diǎn)的遙感衛(wèi)星圖像定位方法包括：計(jì)算衛(wèi)星在地面接收站的接收視域范圍的接收時(shí)段，得到時(shí)間序列；根據(jù)預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型得到星下點(diǎn)坐標(biāo)序列，并確定覆蓋區(qū)域序列；在軌遙感圖像中確定地面控制點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型計(jì)算每行圖像成像時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)；根據(jù)所述衛(wèi)星狀態(tài)、所述控制點(diǎn)坐標(biāo)和所述覆蓋區(qū)域的星下點(diǎn)坐標(biāo)，估算出衛(wèi)星成像側(cè)擺角，進(jìn)行單軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)的地理定位。

進(jìn)一步地，計(jì)算衛(wèi)星在地面接收站的接收視域范圍的接收時(shí)段，得到時(shí)間序列包括：

計(jì)算衛(wèi)星在地面接收站的接收視域范圍的接收時(shí)段，選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔對(duì)所述接收時(shí)段進(jìn)行離散化處理，得到一個(gè)包含多個(gè)離散時(shí)刻的所述時(shí)間序列。

進(jìn)一步地，根據(jù)預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型得到星下點(diǎn)坐標(biāo)序列，并確定覆蓋區(qū)域序列包括：

根據(jù)預(yù)設(shè)SGP4衛(wèi)星軌道預(yù)測(cè)模型，計(jì)算在每個(gè)離散時(shí)刻的位置；

過衛(wèi)星做與地心的連接，并且和參考橢球面交于星下點(diǎn)；

計(jì)算所述星下點(diǎn)相應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，得到星下點(diǎn)坐標(biāo)序列。

進(jìn)一步地，在軌遙感圖像中確定地面控制點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型計(jì)算每行圖像成像時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)包括：

在軌遙感圖像中確定地面控制點(diǎn)，并基于距離最小原則確定所述地面控制點(diǎn)所落入的覆蓋區(qū)域和所在圖像行的成像時(shí)刻。

進(jìn)一步地，在軌遙感圖像中確定地面控制點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型計(jì)算每行圖像成像時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)，還包括：

采用所述SGP4衛(wèi)星軌道預(yù)測(cè)模型計(jì)算每行圖像成像時(shí)的衛(wèi)星狀態(tài)。

進(jìn)一步地，方法還包括：如果能夠從衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)中獲取當(dāng)前像元的成像參數(shù)，則根據(jù)遙感衛(wèi)星直接定位模型進(jìn)行遙感圖像的直接定位。

進(jìn)一步地，方法還包括：根據(jù)軌道外推模型進(jìn)行遙感圖像的定位。

根據(jù)預(yù)設(shè)預(yù)測(cè)模型得到星下點(diǎn)坐標(biāo)序列，并確定覆蓋區(qū)域序列包括：

利用已知的TLE衛(wèi)星軌道根數(shù)，預(yù)報(bào)當(dāng)日衛(wèi)星過地面站接收范圍時(shí)任何一個(gè)時(shí)刻的星下點(diǎn)軌跡；