[發明專利]一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法

在審

• 申請號: 202310355102.4
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116522048A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 葉真;陳晨;徐聿升;童小華;謝歡;黃榮;馮永玖;許雄;柳思聰;金雁敏;劉世杰;王超
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G01C11/00;G01C11/02;G01C21/00;G01C21/20;G01S19/01;G06F16/215
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟S1、構建深空軌道器嚴格成像幾何模型，將連接點按照立體幾何和多視幾何分為兩類，先利用先驗數字高程模型DEM使用光線追蹤法計算每個連接點的初始三維坐標，然后將立體幾何關系的連接點分為兩重連接點和多重連接點，按連接點的不同交會角大小，分別利用三角化和求中點的方式，求解同名連接點交會后的三維坐標，從而進行考慮不同幾何關系的自適應區域網構網；

步驟S2、根據平差的參數構建平差的誤差方程，包括連接點的誤差方程以及求解參數的誤差方程，按照多視幾何連接點的重疊程度來進行自適應的定權；

步驟S3、在平差過程中，利用數字高程模型DEM的先驗精度和高程起伏信息來求解三維點改正值的權重，結合數字高程模型DEM的高程信息來進行選權迭代方式的誤匹配剔除。

2.根據權利要求1所述的一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下子步驟：

步驟S11、利用二階多項式對初始外方位元素進行建模，并構建深空軌道器嚴格成像幾何模型；

步驟S12、將連接點按照立體幾何和多視幾何分為兩類，利用初始外方位元素將每個連接點交于數字高程模型DEM上，使用光線追蹤法獲取每個連接點的初始三維坐標；

步驟S13、將立體幾何關系的連接點分為兩重連接點和多重連接點，按連接點的不同交會角大小，分別利用三角化和求中點的方式，求解同名連接點交會后的三維坐標。

3.根據權利要求2所述的一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述步驟S11具體為：

針對線陣推掃式傳感器影像多中心成像的特點，建立基于共線方程的軌道器影像成像模型，并利用二階多項式對深空軌道器的初始外方位元素進行建模，其中，所述的軌道器影像成像模型的表達式為：

式中，[x,y,f]^T為像點的焦平面坐標，[X,Y,Z^T為像點對應的地面點坐標，[X_S,Y_S,Z_S]^T為軌道器在J2000坐標系下的坐標；R為旋轉矩陣，表現形式為：

其中，為高分辨率相機坐標系轉到軌道器坐標系的旋轉矩陣，為軌道器坐標系轉到月固坐標系的旋轉矩陣，為月固坐標系轉到J2000坐標系的旋轉矩陣，λ為尺度因子。

4.根據權利要求2所述的一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述步驟S12中使用光線追蹤法獲取每個連接點的初始三維坐標，具體為：給定初始高程面H0，先解算光線與高程面的交點P0，然后根據點P0的平面位置在參考數字高程模型DEM中內插出新的高程值以確定新的物方點P1，由P1的高程確定光線上的點P2，再由點P2的平面位置確定DEM上的點P3，反復迭代，最終解算出滿足精度的物方點P的位置。

5.根據權利要求2所述的一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述步驟S13中交會角的計算表達式為：

式中，(X_S1,Y_S1,Z_S1)為左影像相機位置到地面交點的向量，(X_S2,Y_S2,Z_S2)為右影像相機位置到地面交點的向量，所述的地面交點即為同名連接點初始三維坐標取中點后的坐標。

6.根據權利要求5所述的一種深空軌道器弱交會多視影像的自適應區域網平差方法，其特征在于，所述交會點的三維坐標的計算過程分為：

1)當交會角大于設定值c，采用三角化方式求解交會后的平面坐標，利用平面坐標在DEM上獲取高程，獲得交會點的三維坐標；

2)當交會角小于設定值c，利用連接點的初始三維坐標取中點，獲得交會點的三維坐標。