[發(fā)明專利]一種線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210780437.6
• 申請(qǐng)日: 2022-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN115164938A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹金山;黃澳炯;葉志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

本發(fā)明公開了一種線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，包括以下步驟：步驟1，通過影像匹配或手工量測(cè)方式，從高精度參考數(shù)據(jù)中獲取線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星影像上的地面控制點(diǎn)；步驟2，根據(jù)線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星的成像幾何關(guān)系，構(gòu)建線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)模型；步驟3，利用地面控制點(diǎn)，采取分步求解策略，求解線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星的成像幾何參數(shù)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星成像幾何參數(shù)的精確求解，從而為線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星影像高精度幾何處理提供支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法。

背景技術(shù)

線陣推掃式成像是當(dāng)前光學(xué)遙感衛(wèi)星獲取地表影像的一種常用成像模式，該模式在衛(wèi)星相機(jī)焦平面垂軌方向上安置若干片線陣成像器件，并通過沿軌推掃和垂軌拼接方式，獲得大幅寬高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像。然而，受目前衛(wèi)星相機(jī)硬件制造和加工工藝的影響，線陣推掃成像模式仍難以獲得超大幅寬高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像，如空間分辨率為米級(jí)、成像幅寬達(dá)1千公里以上。針對(duì)上述問題，衛(wèi)星載荷研制方設(shè)計(jì)了線陣擺掃成像模式。該模式在衛(wèi)星相機(jī)焦平面沿軌方向上安置若干片線陣成像器件，并通過垂軌擺掃和沿軌拼接方式，獲得超大幅寬高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像。

精確獲知光學(xué)遙感衛(wèi)星的成像幾何參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)光學(xué)遙感衛(wèi)星影像高精度幾何定位的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)前，在軌幾何定標(biāo)是獲取光學(xué)遙感衛(wèi)星精確成像參數(shù)的最常用方法之一，已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)中，并取得了不錯(cuò)的效果。該方法根據(jù)光學(xué)遙感衛(wèi)星的成像幾何關(guān)系構(gòu)建在軌幾何定標(biāo)模型，并利用地面控制點(diǎn)求解出衛(wèi)星成像器件的成像幾何參數(shù)。

然而，現(xiàn)有在軌幾何定標(biāo)模型和方法主要針對(duì)線陣推掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星。相比于線陣推掃成像模式，線陣擺掃成像模式的成像過程更加復(fù)雜，受到的成像誤差源亦更多、更復(fù)雜，以至于現(xiàn)有在軌幾何定標(biāo)模型和方法難以用于線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星。如何精確獲知線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星的成像幾何參數(shù)，仍是當(dāng)前線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星影像高精度幾何處理亟需解決的關(guān)鍵問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，根據(jù)線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星成像幾何關(guān)系，構(gòu)建線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)模型，并利用地面控制點(diǎn)，分別求解衛(wèi)星相機(jī)安裝角、擺鏡起始擺角、擺鏡擺角步長(zhǎng)、線陣成像器件的探元指向角，實(shí)現(xiàn)線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星高精度在軌幾何定標(biāo)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，包括以下步驟：

步驟1，通過影像匹配或手工量測(cè)方式，從高精度參考數(shù)據(jù)中獲取線陣擺掃式光學(xué)遙感衛(wèi)星影像上的地面控制點(diǎn)；

步驟2，根據(jù)線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星的成像幾何關(guān)系，構(gòu)建線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)模型；

步驟3，利用地面控制點(diǎn)，采取分步求解策略，求解線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星的成像幾何參數(shù)；

步驟3.1，以線陣成像器件探元指向角的初始值、擺鏡起始擺角和步長(zhǎng)的初始值作為真值，求解衛(wèi)星相機(jī)在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系下的安裝角；

步驟3.2，以線陣成像器件探元指向角的初始值和步驟3.1中求解的相機(jī)安裝角作為真值，求解擺鏡起始擺角和步長(zhǎng)；

步驟3.3，以步驟3.1中求解的相機(jī)安裝角、步驟3.2中求解的擺鏡起始擺角和步長(zhǎng)作為真值，求解線陣成像器件的探元指向角。

而且，所述步驟2中根據(jù)線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星的成像幾何關(guān)系，構(gòu)建線陣擺掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)模型，如式(1)、(2)和(3)所示：

θ＝θ₀+θ₁·s (3)