[發明專利]基于平坦地形的光學遙感衛星內檢校方法及系統

有效

• 申請號: 202010028714.9
• 申請日: 2020-01-11
• 公開（公告）號: CN111121729B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 黃文超
• 申請（專利權）人: 武漢玄景科技有限公司
• 主分類號: G01C11/04
• 分類號: G01C11/04;G01C25/00
• 代理公司: 武漢天領眾智專利代理事務所(普通合伙) 42300
• 代理人: 劉點

本發明提供一種基于平坦地形的光學遙感衛星內檢校方法及系統，包括光學遙感衛星內檢校模型建模；選取平坦地區兩張具有重疊區域的影像構成重疊影像；利用重疊影像獲取同名連接點的像方坐標、物方坐標初值及對應的SRTM全球高程參考值；利用同名連接點的像方坐標、物方坐標初值及對應的SRTM全球高程參考值構建關于內檢校模型參數的誤差方程式；求解內檢校模型參數的誤差方程式得到內檢校模型參數。本發明可基于平坦地形利用兩張重疊影像的相對關系實現光學遙感衛星內檢校，克服傳統光學遙感衛星內檢校方法高度依賴高精度三維地面檢校場的問題。

技術領域

本發明屬于遙感影像幾何處理領域，涉及光學遙感衛星內檢校方法及系統。

背景技術

遙感光學衛星的理想光學成像模型滿足透視原理：透視中心、像點及物方點滿足共線條件。然而，由于遙感傳感器和鏡頭制作、加工、安裝誤差及實驗室測量誤差等，用以決定像點位置的內方位元素往往存在階數較高的畸變誤差，使得實際像點位置會偏離理想像點位置，這些畸變誤差難以在后續的帶控處理中被消除，最終降低影像的相對定位精度。內檢校就是通過一定手段探測內方位元素的畸變誤差，以提高光學遙感衛星影像的帶控糾正精度。

傳統的光學遙感衛星多采用基于高精度三維地面檢校場的方法進行內檢校。此種方法的關鍵在于高精度三維地面檢校數據的獲取。Leprince?S.(2007，2008)采用仿真-配準的策略，提出一種改進的高精度相位相關算法，并通過此算法逐像素的獲取大量高精度控制點，成功的應用于SPOT5的檢校。除了利用控制點進行內檢校參數獲取的策略外，許多學者也利用控制線等高級幾何特征來進行檢校參數的獲取，從而拓展了高精度地面控制數據的選擇范圍。?Long?T.F.(2015)提出了利用多種幾何特征作為控制的通用框架，此框架提供了多種控制特征的獲取方法以及檢校參數求解方法。Teo?T.A.(2013)提出了直接采用控制線求解的方法，并分析了對于控制線特征如何構建檢校參數求解方法。葉勤(2010)、伍洋(2015)提出了利用直線特征進行精度優化的方法。基于高精度三維地面檢校場的方法直接將檢校結果納入到第三方的統一時空基準中，因此一般能夠獲得更加穩定、準確的補償效果，缺點是第三方數據獲取困難、成本高、周期長，同時需要花費大量人力物力對高精度三維地面檢校場進行更新(Delevit?J.M.,2012)。另外，對于寬幅影像，很難從一張影像上獲取足夠覆蓋幅寬的控制點用于內檢校。

此外，許多學者嘗試將內檢校參數引入到區域網平差形成自檢校區域網平差方法，在求解區域網平差參數的同時將附加內檢校參數求解出來(Fraser?C.S.,1997；HabibA.F.,2002；?Kocaman?S.,2008；Gonzalez?S.,2013；Di?K.C.,2014；Zheng?M.T.,2015)。賈博(2014)對SPOT-5?定向片進行自檢校區域網平差，采用畸變模型描述相機內部畸變，在區域網平差過程中同時解求畸變模型參數；Zheng?M.T.(2015)對中巴資源02B衛星的長條帶影像進行自檢校區域網平差，并對不同畸變模型的平差結果進行比較；劉建輝(2015a，2015b)對天繪一號的定向片進行了自檢校區域網平差；王濤(2014)對資源三號三線陣影像進行了自檢校平差研究。然而，自檢校區域網平差需要收集許多張具有重疊大區域的影像，并且求解過程中側重于區域網平差參數的求解，附加檢校參數求解的穩定性受到一定影響；另外，自檢校區域網平差需要比較大的計算量，且需要少量控制點使結果更加合理可靠。上述種種缺點限制了自檢校區域網平差法在光學遙感衛星內檢校的應用。

發明內容

本發明針對傳統光學遙感衛星內檢校高度依賴高精度三維地面檢校場問題，提供了一種基于平坦地形的光學遙感衛星內檢校方法。基于平坦地形的內檢校過程包括以下步驟，

步驟1，光學遙感衛星內檢校模型建模；

步驟2，選取平坦地區兩張具有重疊區域的影像構成重疊影像；

步驟3，利用重疊影像獲取同名連接點的像方坐標、物方坐標初值及對應的SRTM(Shuttle?Radar?Topography?Mission)全球高程參考值；