[發明專利]高分六號衛星的高分相機的高精度校驗方法和裝置

有效

• 申請號: 202011262994.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112097798B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張谷生;王慧靜;劉建明;梁斯東;吳麗沙
• 申請（專利權）人: 北京道達天際科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京華專卓海知識產權代理事務所(普通合伙) 11664
• 代理人: 王一

本公開提供了高分六號衛星的高分相機的高精度校驗方法和裝置。所述方法包括：根據預設規則對當前影像進行外定標，生成外定標影像數據，并將所述外定標影像數據轉換到空間固定坐標系，生成轉換后的影像數據，其中，所述當前影像為所述高分六號衛星的高分相機的中間第四片的探元陣列采集到的影像；利用預先生成的內定標數據對所述轉換后的影像數據進行修正，生成校驗后的衛星影像。通過本公開的方法，能夠有效消除和補償衛星平臺外部系統誤差和相機內部系統誤差。

技術領域

本公開的實施例一般涉及衛星影像技術領域，并且更具體地，涉及高分六號衛星的高分相機的高精度校驗方法和裝置。

背景技術

高分六號衛星是國家高分辨率對地觀測系統重大專項的重要組成部分，它是一顆低軌光學遙感衛星，也是我國首顆精準農業觀測的高分衛星，具有高分辨率和寬覆蓋相結合特點，其搭載的高分相機所覆蓋地表范圍大于90KM,在大比例尺地表測量中具有重要的意義，而其高精度幾何檢校是遙感影像幾何處理的關鍵環節，直接影響遙感衛星影像的可量測性。

衛星發射及運行過程中空間環境復雜多變，造成實驗室幾何成像參數標校值與在軌真實值存在較大的誤差，直接影響影像的幾何處理精度，難以保證后續遙感應用的準確性。高精度幾何檢校對內外方位元素重新進行精確標定，旨在消除和補償衛星平臺外部系統誤差和相機內部系統誤差，是光學遙感衛星實現高精度幾何定位的關鍵環節。

現有高精度幾何校檢方法的不足之處：

（1）在定姿過程方面：需要建立衛星姿態運動學方程，并進行卡爾曼濾波，理解和實現較為復雜，效率比較低。

（2）在數據準備方面：一般需要高精度地面人工標靶場數據、覆蓋地面人工標靶場的衛星影像數據、經過高精度幾何檢校實驗室數據、高精度DEM數據和大量的地面控制點。高精度地面人工標靶場數據一般不容易獲取，并且需要覆蓋于地面人工標靶場范圍的衛星影像更不容易得到；高精度幾何檢校實驗室數據出于一些客觀的原因，及其難于獲得；高精度DEM數據，例如全球分辨率為30m的DEM數據量極大，如果僅僅獲取一部分的DEM數據，那么難以用于檢校全球范圍。

發明內容

根據本公開的實施例，提供了一種能夠有效消除和補償衛星平臺外部系統誤差和相機內部系統誤差，提高遙感衛星影像的可量測性的高分六號衛星的高分相機的高精度校驗方案。

在本公開的第一方面，提供了一種高分六號衛星的高分相機的高精度校驗方法，包括：

根據預設規則對當前影像進行外定標，生成外定標影像數據，并將所述外定標影像數據轉換到空間固定坐標系，生成轉換后的影像數據，其中，所述當前影像為所述高分六號衛星的高分相機的中間第四片的探元陣列采集到的影像；

利用預先生成的內定標數據對所述轉換后的影像數據進行修正，生成校驗后的衛星影像。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述根據預設規則對當前影像進行外定標，生成外定標影像數據，并將所述外定標影像數據轉換到空間固定坐標系，生成轉換后的影像數據，包括：

根據當前影像的第一行影像獲取高分六號衛星的星敏感器的四元數和陀螺的三軸姿態角；

根據星敏感器的四元數計算本體坐標系到空間固定坐標系的第一旋轉矩陣，根據陀螺的三軸姿態角計算本體坐標系到空間固定坐標系的第二旋轉矩陣，將所述第一旋轉矩陣和所述第二旋轉矩陣以四元數的方式進行表達，計算兩個四元數之間的夾角；

根據所述夾角更新陀螺數據，通過更新后的陀螺數據計算本體坐標系到空間固定坐標系的第三旋轉矩陣；

根據所述第一旋轉矩陣將所述當前影像的第一行影像轉換到空間固定坐標系，根據所述第三旋轉矩陣將所述當前影像的后續行影像轉換到空間固定坐標系，生成轉換后的影像數據。