[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

本發明涉及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，包括：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，并利用先驗數字高程模型DEM計算每個連接點的初始三維坐標，考慮不同幾何關系進行自適應區域網構網；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；S3、在平差過程中，利用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DEM的高程信息來進行選權迭代方式的誤匹配剔除。與現有技術相比，本發明能夠有效提升平差后的幾何一致性，在剔除誤匹配點的同時，保證區域網平差的準確性和有效性。

技術領域

本發明涉及攝影測量與衛星數據處理技術領域，尤其是涉及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。

背景技術

進行高分辨率軌道器影像大規模光束法平差能利用影像重疊區域的幾何約束關系進行平差處理，實現區域網內影像幾何精度一致性，可大大提高數據處理效率，為生成高分辨率制圖產品建立高精度的數據基礎，因此進行大規模的區域網平差十分必要。在區域網平差中的幾何立體要求拍攝相同地形的兩幅圖像，其交會角(兩個觀測射線之間的夾角)在10-40°和相似的入射角之間。

然而對于深空軌道器平臺，其運行軌道較高，為了減小影像變形，很多時候都采用近似垂直于地面的方式進行成像，而且成像傳感器的視場角普遍比較小。深空軌道器上搭載的相機，如月球勘測軌道器的窄角相機(LRO?NAC)以及火星勘測軌道器的高分辨率成像科學實驗儀(MRO?HiRISE)和我國的天問一號高分辨率相機(HiRIC)實現了高分辨率成像，但其通常只能通過異軌影像來實現立體觀測。這些高分辨率軌道器影像的成像狀態和觀測條件不同，相機本身可能不具備立體觀測能力，只在垂軌方向具有小范圍的重疊，且在該區域匹配的連接點無立體信息；異軌影像通常不具備立體交會條件。在進行大范圍應用時，很容易出現弱交會現象，且定位精度存在一定的差異，嚴重影響軌道器影像大范圍應用。

由于大區域影像在不同區域的覆蓋程度不同，因此在大區域影像匹配的連接點中包括了兩重連接點、三重連接點、四重連接點等等，對于不同重疊程度的連接點如果不進行區分，會導致區域網平差最終解算的精度產生較大的不一致性，不能更有效的將區域網進行連接。

針對大區域的弱交會影像，在進行無控制點平差時通常考慮引入已有的控制信息，如數字高程模型DEM等，直接利用其高程值作為參考加入平差中進行平面區域網平差。與常規利用立體像對的平差求解地面點三維坐標不同，平面區域網過程中僅計算改正模型參數和連接點對應物方點的平面坐標，而高程坐標則根據解算出來的平面坐標通過參考DEM內插得到。由于并不需要交會求解地面點高程值，平面區域網平差可以保證解算過程中具有很強的穩定性。

但從平面區域網平差的過程中可以得到，連接點對應物方點的高程值依賴于參考的數字高程模型DEM的先驗精度，如果該數字高程模型DEM數據的質量較差或者分辨率不足，在局部區域可能會導致較大的高程誤差，從而大大影響平差結果的精度一致性。

在進行深空軌道器影像的大區域無控光束法平差的過程中，隨著影像數量的增加，不可避免的會出現誤匹配點。這些點雖然在匹配過程中已經進行了剔除，但仍有可能會剩余小部分，從而影響平差的結果，因此需要進行誤匹配連接點的剔除。連接點初始三維位置的點位誤差導致的點位不一致及數字高程模型DEM上的地形變化也會影響誤匹配點的剔除。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供了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，能夠有效提升平差后的幾何一致性，在剔除誤匹配點的同時，保證區域網平差的準確性和有效性。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明給出了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，所述方法包括以下步驟：