[發明專利]一種基于同名點定位一致性的幾何交叉定標方法

在審

• 申請號: 202010197557.4
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111238541A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 蔣永華;張過;昌明明
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01S19/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

本發明公開了一種基于同名點定位一致性的幾何交叉定標方法，通過借鑒輻射領域交叉定標的思想，提出了幾何交叉檢校，通過構建同名點定位一致性約束條件來實現幾何定標。本方法采用衛星以非常相近的姿態角對同一地物進行成像或兩個同類衛星對同一地物進行成像的方式，生成兩次成像結果，建立幾何定位模型，采用偏執矩陣消除軌道、姿態誤差，采用前一次成像的內方位元素對后一次成像結果進行內定標，根據同名點定位一致性原則多次迭代獲取符合要求的定標參數，完成幾何交叉定標。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體涉及一種基于同名點定位一致性的幾何交叉定標方法。

背景技術

在軌幾何檢校是提升衛星幾何定位精度的關鍵技術。目前，國內外針對幾何定標原理方法的研究較為成熟，并已在SPOT、Pleiades、IKONOS、WorldView、ALOS、ZY3等高分衛星上得到了充分驗證，但傳統方法均是利用高精度幾何定標場的控制數據來實現檢校，這在實際應用中暴露出如下問題：1)常規幾何定標依賴幾何定標場的高精度控制數據，無法滿足緊急響應的快速高精度幾何定位需求；2)以國內實際情況而言，可用高精度幾何定標場數量少且幾何定標場控制影像數據的生成時間與衛星影像獲取時間相隔較遠，輻射差異、地物變化會增加定標控制點獲取難度，降低幾何檢校精度。

現有技術中，解決上述問題的已有方法包括：1)建立一定數量、全球覆蓋的幾何定標場，并及時更新定標場控制影像；2)依靠衛星出色的敏捷機動性能，研究不依賴定標場的高精度幾何檢校方法。

本申請發明人在實施本發明的過程中，發現現有技術的方法，至少存在如下技術問題：

其中，方法1)成本高昂，建設周期過長；而方法2)對衛星的敏捷機動性能要求過高，通用性不強。

綜上可知，現有技術中的方法由于過于依賴的高精度定標場控制數據的約束，而靈活性不佳的技術問題。

發明內容

本發明提出一種基于同名點定位一致性的幾何交叉定標方法，用于解決或者至少部分解決現有技術中的方法由于過于依賴的高精度定標場控制數據的約束，而靈活性不佳的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于同名點定位一致性的幾何交叉定標方法，包括：

S1：利用衛星以相近的姿態角連續兩次拍攝同一區域，根據兩次下傳的軌道、姿態數據以及衛星內方位元素數據建立幾何定位模型，其中，幾何定標模型包括前次成像影像幾何定標模型和后次成像影像幾何定標模型；

S2：將前次成像的影像幾何定標模型作為經過內方位元素定標后的模型，對后次成像圖像進行內方位元素定標；

S3：將衛星后次成像相鄰CCD線陣上同名點交于地面同一位置做幾何約束，并根據對后次成像圖像進行內方位元素定標后的模型，得到內方位元素平差模型；

S4：對兩次成像結果進行影像匹配獲取預設數量的同名點，根據對后次成像圖像進行內方位元素定標后的模型、內方位元素平差模型以及同名點定位一致性的原理，更新內方位元素平差模型的定標參數，當定標參數達到設定的閾值，完成幾何交叉定標。

在一種實施方式中，S1包括：

根據前次成像時的像點p₀和后次成像時的像點p₁都定位于地面同一位置S的約束，對兩次成像建立幾何成像模型如下：