[發明專利]一種嚴密成像模型線性恢復方法及系統

在審

• 申請號: 202010082355.5
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111105380A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 黃文超;劉改;龔靜
• 申請（專利權）人: 武漢玄景科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種嚴密成像模型線性恢復方法及系統，包括嚴密成像模型和通用成像模型建模；逐像素恢復空間觀測光線的矢量信息；利用空間觀測光線前方交會恢復嚴密成像模型的位置信息；利用等效本體坐標系的概念恢復嚴密成像模型的姿態信息；利用探元指向角的概念恢復嚴密成像模型的內方位元素信息。本發明可充分利用通用成像模型中隱含的空間觀測光線的矢量信息，逐像素地恢復光線方向，線性恢復嚴密成像模型的位置、姿態和內方位元素信息，克服傳統解算方法畸變考慮不充分、需要準確初值、非線性迭代的問題。

技術領域

本發明屬于遙感影像幾何處理領域，涉及一種嚴密成像模型線性恢復方法及系統。

背景技術

通用成像模型替代嚴密成像模型已經有許多學者進行過研究，并在多種類型的遙感傳感器上得到了驗證。為了商業遙感衛星參數的保密性，基本所有的商業遙感數據提供商都只提供通用成像模型，這造成了以下幾個問題：①遙感立體幾何分析中，衛星的高度角和方位角需要用到衛星嚴密成像模型參數，而從通用成像模型中并不能獲?。虎谠谌踅粫l件下，相對于通用成像模型，嚴密成像模型能提供更好的定位精度；③在長條帶數據處理上，通用成像模型的精度有限。因此，通過通用成像模型恢復嚴密成像模型是很有必要的。

然而，目前通過通用成像模型恢復嚴密成像模型的研究相對較少、且僅僅適用某些特殊情況。Di K.C.(2003)、Tong X.H.(2008)、Liu S.J.(2008，2016)針對嚴密成像模型的恢復方法進行了一定的分析和實驗，其基本原理都是對共線方程線性化、姿軌模型采用多項式模型，通過控制點將未知參數求解出來。

這些方法存在的不足是：

1)非線性畸變情況的考慮：一般嚴密成像模型存在非線性畸變，并且通用成像模型對非線性畸變進行了擬合。傳統方法要求不存在非線性畸變、僅僅存在主點偏移和主距變化。雖然有的學者提出附帶非線性畸變參數的求解方法，然而由于對內部存在畸變的類型不了解，勢必會造成參數過度化，導致求解的不穩定問題。

2)需要準確初值：對于線推掃成像的求解，傳統方法建議提供比較準確的主距數值，否則求解出來的內外方位元素將不準確，然而主距數值是比較難提供的。另外需要準確初值的條件，造成算法的不通用，不利于用戶的使用。

3)非線性迭代過程：傳統方法的實質是后方交會。采用后方交會和光束法平差的方法進行內外方位元素的求解是個非線性過程，容易造成求解結果的不穩定，并且非線性過程需要提供比較準確的初值，造成實際求解的不方便；姿軌最高僅僅采用二次多項式，對于更加復雜的姿軌情況未進行考慮；同時其沒有仔細考慮內外方位元素之間相關性問題，僅僅通過光束法平差并不能將其相關性消除，也造成了求解的復雜性。

發明內容

本發明針對傳統嚴密成像模型恢復方法畸變考慮不充分、需要準確初值、非線性迭代的問題，提供了一種嚴密成像模型線性恢復方法，其過程包括以下步驟：

步驟1，嚴密成像模型和通用成像模型建模；

步驟2，逐像素恢復空間觀測光線的矢量信息；

步驟3，利用空間觀測光線前方交會恢復嚴密成像模型的位置信息；

步驟4，利用等效本體坐標系的概念恢復嚴密成像模型的姿態信息；

步驟5，利用探元指向角的概念恢復嚴密成像模型的內方位元素信息。

而且步驟1的實施方式如下：嚴密成像模型的表達式為：