本发明专利技术涉及对非均匀场景同一区域成像的姿态调整与非线性定标方法，包括以下步骤：计算卫星成像的初始偏流角并调整卫星偏航角，转入对非均匀场景同一区域成像的定标模式；在定标模式的成像过程中采取从粗到细的时间间隔步长精确计算像移大小，通过调整卫星偏航角控制线阵CCD成像的精确推扫方向，使得线阵CCD能够依次对同一区域成像；判断所获得的图像数据是否满足进行非线性定标的条件，如果满足则基于直方图匹配建立非线性定标映射关系表，否则重新确定成像场景继续执行在轨定标获取更多的图像数据。本发明专利技术对地面场景的要求宽松，不需要较均匀的场景，非均匀场景即可满足定标任务，卫星运行的每轨都可实现定标，定标频次高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括以下步骤：计算卫星成像的初始偏流角并调整卫星偏航角，转入对非均匀场景同一区域成像的定标模式；在定标模式的成像过程中采取从粗到细的时间间隔步长精确计算像移大小，通过调整卫星偏航角控制线阵CCD成像的精确推扫方向，使得线阵CCD能够依次对同一区域成像；判断所获得的图像数据是否满足进行非线性定标的条件，如果满足则基于直方图匹配建立非线性定标映射关系表，否则重新确定成像场景继续执行在轨定标获取更多的图像数据。本专利技术对地面场景的要求宽松，不需要较均匀的场景，非均匀场景即可满足定标任务，卫星运行的每轨都可实现定标，定标频次高。【专利说明】
本专利技术涉及，属于遥感卫星定标
，特别用于光学遥感卫星线阵CXD相机对非均匀场景同一区域成像的姿态调整与非线性定标。
技术介绍
目前，光学遥感卫星线阵C⑶相机主要采用推扫式成像方式获取卫星影像。但是，遥感卫星相机各个CCD探测器及放大增益存在非均匀性噪声和暗电流噪声等问题，导致光学系统和CCD探测器等响应的不一致性，直接表现为各个像元输出灰度值的不一致性，从而造成获取的图像出现一些“条带”或“条纹”现象。相对辐射定标的目的就是获取相对辐射定标系数，并且利用系数对原始图像进行相对辐射校正，最大可能的消除“条带”和“条纹”效应。通常有以下几种方法获取光学遥感卫星的相对辐射定标系数。①卫星发射前的实验室定标法，该方法通过实验室多个定标灯图像数据获得定标系数，但是卫星经过从发射到在轨运行后，所携带的器件将会发生一定的变化。②利用星上定标装置进行在轨定标，该种方法需要标准的星上定标源，但是由于定标源的稳定性不高，因此这种定标方法的应用效率低。③在地面建设大面积的均匀定标场，需要耗费大量的财力物力来维护，受到天气条件、轨道运动等的影响，定标一次耗费的周期很长，并且目标单一，难以实现多点非线性校正。④利用自然界的均匀地面景物比如湖泊、草原、冰川等，但如此大面积的绝对均匀的景物很少，同样也难实现高精度的非线性定标。⑤基于多轨数据的在轨统计法，也是目前应用比较广的一种方法，该方法需要累积多轨图像数据，基于直方图匹配建立直方图查找表，但是该方法必须确保各轨数据的稳定性。⑥国外针对敏捷卫星提出的Side-slither定标方法(参见 Radiometric correction of RapidEye imagery using the on-orbitside-slither method, SPIE, 2011),将卫星偏航角旋转90° ,需要选择雨林、沙漠、冰盖等相对均匀的场景作为定标源，因此，对定标源的要求高，导致对定标区域的选择受限，从而影响了定标频次。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种与现有技术在原理和实现方法上有区别的，该方法对定标场景的要求较低，不需要地面相对均匀的定标场景，非均匀场景即可满足要求，因此，卫星运行的每轨都可以实现定标，能够满足高频次的定标需求。本专利技术的技术解决方案是:，通过以下步骤实现:( I)卫星需要在轨定 标时，根据像移速度计算初始偏流角β C1,并根据初始偏流角调整卫星偏航角，调整的方式为将卫星偏航角逆时针旋转90° -Ptl，进入对非均匀场景同一区域成像的定标模式；(2)在定标模式的成像过程中，通过对卫星姿态的调整控制线阵C⑶成像的推扫方向，使得线阵CCD阵列能够依次对非均匀场景同一区域成像，获得线阵CCD阵列中不同CCD探测器对非均匀场景同一区域成像的图像数据；(3)统计图像数据的直方图，判断所获得的图像数据是否满足进行非线性定标的条件，如果满足则利用直方图匹配方法建立非线性定标映射关系表，否则转步骤(4);(4)重新确定成像场景，执行步骤(1)、(2)，得到新的图像数据，将新的图像数据与之前的图像数据一起组成待统计的图像数据，执行步骤(3 )。所述步骤(2)中通过对卫星姿态的调整控制线阵CXD成像的推扫方向通过以下步骤实现:(2.1)将卫星偏航角调整后的时刻t作为起始时刻，t等于0，计算该时刻的偏流角为P1，令步进次数η等于1，继续执行步骤(2.2);(2.2)计算t等于ηXLXTint时刻的偏流角为β 2，LXTint为时间间隔步长，其中，L为线阵CCD的长度，即线阵CCD包含的探测器个数，Tint为线阵CCD的积分时间；(2.3)计算整个线阵(XD首末两个探测器的像移大小A d，Ad=LXtan| β2-β J ,? I表示取绝对值，如果Ad小于预设阈值δ，则不需要对当前时刻的卫星偏航角进行调整，将β2赋值给P1、步进次数η值加I之后，重复步骤(2.2)，否则需要在当前η值所对应的时刻之前对卫星偏航角进行调整，即对卫星偏航角进行调整的时刻在(n-1) XLXTint~nXLXTint之间，令i=l，继续步`骤(2.4)精确计算对卫星偏航角调整的时刻；(2.4)对于时刻V (n-1) X LX Tint+i X Tint, i=l, 2，…，L，该时刻\所对应的偏流角β2'通过线性插值得到，β2' =β JiXW2-P D/L，计算当前时刻第一个探测器与第i个探测器的像移大小Adi=IXtanI 2' -β」，当Adi小于阈值δ时，贝U i加1，i为小于L的整数，重复步骤(2.4)，当Adi大于阈值δ时，该时刻需要对卫星偏航角进行调整，调整后重新开始执行步骤(2.1)，直到在轨定标任务执行完毕。所述步骤(3)中判断所获得的图像数据是否满足进行非线性定标的条件通过以下步骤实现:(I)将以及子区间(3Η/4，H)，H为灰度级数；(2)统计图像数据的直方图，计算所获得的图像数据在上述三个灰度子区间的像素数目，分别记为Mp M2, M3,并计算它们占所获得图像数据的总像素数目N的百分比λ 1、λ 2、λ 3，λ 1= (M1ZN) X 100%, λ 2=(Μ2/Ν) X 100%, λ 3=(Μ3/Ν) X 100% ；(3)如果λ ,10%或λ2〈30%或λ 3〈10%，则定标模式下的所获得的图像数据不满足进行非线性定标的条件，否则满足进行非线性定标的条件。本专利技术与现有技术相比有益效果为:(I)本专利技术充分利用卫星姿态调整能力进行定标，不需要星上定标装置，并且无需专门的地面相对均匀的场景作为定标源，一般的非均匀对地观测场景即可满足定标要求。(2)本专利技术在定标模式的成像过程中采取从粗到细的时间间隔步长精确计算像移大小，通过调整卫星偏航角控制线阵CCD成像的精确推扫方向，使得线阵CCD阵列能够依次对非均匀场景同一区域成像，获得线阵CCD阵列中不同CCD探测器对非均匀场景同一区域成像的图像数据。(3)本专利技术相比较基于大量数据统计的相对辐射定标方法，不需要积累多轨成像数据，对定标源的要求不高，因此保证每轨都能实现定标成像，实现高频次的定标，同一轨的定标可满足当前轨数据的辐射校正需求，真正做到“所定即所用”，避免了由于不同轨数据之间的不稳定差异所带来的定标源本身不可靠的问题。(4)本专利技术提出利用统计图像的直方图概率密度函数判断所获得的图像是否满足建立非线性定标的要求，保证了定标数据的有效性，灵活制定在轨定标任务，并且利用直方图匹配方法建立非线性定标映射关系表，克服了由于相机光子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李海超，满益云，陈亮，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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