專利名稱：遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，主要應(yīng)用于光學(xué)遙感衛(wèi)星線陣傳感器在軌幾何檢校。
背景技術(shù)：
三線陣影像測(cè)圖技術(shù)早在1990年德國(guó)的MOMS系統(tǒng)時(shí)，就取得了較好的結(jié)果。另夕卜，法國(guó)的SP0T5衛(wèi)星也是采用的線陣推掃式設(shè)計(jì)，前后視相機(jī)HRSl和HRS2主光軸與下視的夾角分別為±20°，形成的基高比最大的達(dá)到0.8。同樣，SP0T5也利用線陣影像測(cè)圖取得了成功，相同類型的立體測(cè)繪衛(wèi)星主要還有印度的IRS-P5和日本的AL0S，這些衛(wèi)星通過(guò)檢校后，直接幾何定位的精度都在IOOm以內(nèi)。而利用資源三號(hào)星上直接下傳的姿軌數(shù)據(jù)進(jìn)行直接地理定位，其定位精度為平面1.3公里，高程300m左右，因此為了提高其幾何定位精度，內(nèi)方位元素自檢校以及帶控制點(diǎn)區(qū)域網(wǎng)平差是必不可少的過(guò)程。傳感器檢校又稱為相機(jī)檢校，主要包括三線陣三個(gè)相機(jī)與衛(wèi)星本體之間的安裝角誤差改正，相機(jī)焦距誤差改正，鏡頭畸變誤差改正，相機(jī)內(nèi)部CCD (電荷耦合元件)陣列的的旋轉(zhuǎn)，平移，縮放，彎曲等變形誤差改正，在衛(wèi)星發(fā)射之前，這些參數(shù)都會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢校，但衛(wèi)星在進(jìn)入軌道后，相機(jī)的內(nèi)方位元素與之前實(shí)驗(yàn)室的檢校結(jié)果會(huì)有差異，僅利用實(shí)驗(yàn)室檢校的內(nèi)方位元素結(jié)果進(jìn)行處理是不合理的，因此必須進(jìn)行傳感器的在軌檢校工作。對(duì)于星載平臺(tái)，傳感器內(nèi)方位與外方位元素之間以及內(nèi)方位元素各類參數(shù)之間都具有很強(qiáng)的相關(guān)性，在區(qū)域網(wǎng)平差中同時(shí)解求這些參數(shù)是不可能的。傳統(tǒng)檢校方法的共同點(diǎn)都是采用了高精度地面控制點(diǎn)，并且檢校了多類內(nèi)參數(shù)。但是高精度地面控制點(diǎn)往往需要外業(yè)測(cè)量得到或者在大比例尺地形圖上量測(cè)得到，成本較大，而且獲取的控制點(diǎn)相對(duì)于長(zhǎng)條帶影像來(lái)說(shuō)，分布范圍太小，另外在檢校過(guò)程中，內(nèi)方位元素以及外方位元素之間，內(nèi)方位元素各類參數(shù)之間都存在一定的相關(guān)性，在平差中無(wú)法嚴(yán)格將這些參數(shù)分離，必須采取適當(dāng)?shù)钠讲畈呗?，才能避免這些參數(shù)之間的相關(guān)性影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，包括以下步驟:步驟1，導(dǎo)入多條軌道空三匹配的連接點(diǎn)，自動(dòng)匹配的控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)數(shù)據(jù)；步驟2，構(gòu)建傳感器安裝角檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程；步驟3，利用最小二乘原則解求步驟2所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)；
步驟4，根據(jù)步驟3所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟2，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟5 ；步驟5，輸出安裝角檢校參數(shù)；步驟6，使用檢校后的安裝角參數(shù)，構(gòu)建CCD偏移以及縮放檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程；步驟7，利用最小二乘原則解求步驟6所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)；步驟8，根據(jù)步驟7所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟6，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟
9；步驟9，輸出CXD偏移以及縮放檢校參數(shù)。步驟10，若傳感器CXD陣列是由子線陣CXD陣列拼接而成，則轉(zhuǎn)到步驟11，否則退出。步驟11，使用檢校后的安裝角以及CCD偏移、縮放參數(shù)，構(gòu)建子線陣CCD偏移以及縮放檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程；步驟12，利用最小二乘原則解求步驟11所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)；步驟13 ，根據(jù)步驟12所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟11，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟9 ;步驟14，輸出子線陣CXD偏移以及縮放檢校參數(shù)。而且，步驟2所述傳感器安裝角檢校模型如下，
權(quán)利要求
1.一種遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，包括以下步驟: 步驟1，導(dǎo)入多條軌道空三匹配的連接點(diǎn)，自動(dòng)匹配的控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)數(shù)據(jù)； 步驟2，構(gòu)建傳感器安裝角檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程； 步驟3，利用最小二乘原則解求步驟2所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)； 步驟4，根據(jù)步驟3所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟2，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟5 ； 步驟5，輸出安裝角檢校參數(shù)； 步驟6，使用檢校后的安裝角參數(shù)，構(gòu)建CCD偏移以及縮放檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程； 步驟7，利用最小二乘原則解求步驟6所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)； 步驟8，根據(jù)步驟7所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟6，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟9 ; 步驟9，輸出CCD偏移以及縮放檢校參數(shù)。
步驟10，若傳感器CCD陣列是由子線陣CCD陣列拼接而成，則轉(zhuǎn)到步驟11，否則退出。
步驟11，使用檢校后的安裝角以及CCD偏移、縮放參數(shù)，構(gòu)建子線陣CCD偏移以及縮放檢校模型的誤差方程，逐個(gè)像點(diǎn)進(jìn)行法化和改化處理，生成改化后的法方程； 步驟12，利用最小二乘原則解求步驟11所得改化后的法方程，得到各未知數(shù)的改正數(shù)； 步驟13，根據(jù)步驟12所得未知數(shù)的改正數(shù)判定是否需要進(jìn)行下一步迭代處理，若不滿足退出條件，則轉(zhuǎn)到步驟11，重新生成誤差方程和法方程，直到滿足退出條件即轉(zhuǎn)到步驟9 ； 步驟14，輸出子線陣CCD偏移以及縮放檢校參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，其特征在于:步驟2所述傳感器安裝角檢校模型如下，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，其特征在于:步驟6所述CCD偏移以及縮放檢校模型如下，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，其特征在于:步驟11所述子線陣CCD偏移以及縮放檢校模型如下， 設(shè)在相機(jī)焦平面是由η個(gè)子線陣CCD陣列拼接成一個(gè)大的CCD陣列，則每一行影像按照CXD陣列位置都被分為η個(gè)部分，每個(gè)部分的CXD個(gè)數(shù)分別為N1, N2, -Nn^1, Nn,則總的CXD個(gè)數(shù)為 N1, N2,...Nn_1； Nn 之和；
全文摘要
一種遙感衛(wèi)星線陣傳感器多軌聯(lián)合在軌幾何檢校方法，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用遙感衛(wèi)星線陣傳感器獲取的大量影像數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮已有地理信息的作用，采用多軌數(shù)據(jù)聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差處理的辦法，對(duì)遙感衛(wèi)星線陣傳感器進(jìn)行在軌幾何檢校，大幅縮減檢校成本，提高檢校效率，并保證了檢校精度。
文檔編號(hào)G01C25/00GK103115627SQ20131002126
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者張永軍, 鄭茂騰 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)