顾及大气折光校正的高轨面阵光学卫星在轨几何标定方法技术
【技术实现步骤摘要】
顾及大气折光校正的高轨面阵光学卫星在轨几何标定方法
本专利技术属于遥感影像处理领域，涉及顾及大气折光校正的高轨面阵光学卫星在轨几何标定方法。
技术介绍
在轨几何定标是光学卫星几何预处理的一个重要环节，是提高影像直接几何定位精度，改善影像之间的相对几何畸变的有效手段。在轨几何标定一般在卫星成功在轨运行后的几个月之内完成，通过采用高精度的地面参考数据来对影响影像几何精度的参数进行标定，在现阶段常用的在轨几何标定方法标定的参数主要分为两种即内参数和外参数，内参数主要为每个光线的指向即探元指向角，一般通过一个三次多项式进行拟合，外参数主要为相机的三个安装角，通过在轨几何定标方法获得。这种标定内参数和相机安装角的方法已经广泛应用于许多中低轨卫星的在轨几何标定中，而对于高轨光学卫星这种方法并不适用，这种不适用性主要表现在传统方法并未考虑大气折光对于影像的定位精度的影响，在传统方法中外定标参数主要吸收了安装角误差和姿态漂移误差以及GPS偏心畸变，内定标参数补偿了CCD变形以及镜头畸变等误差，之所以在未考虑大气折光的影响时可以达到较高的标定精度，主要是因为对于低轨卫星而言，其轨道...
【技术保护点】
顾及大气折光校正的高轨面阵光学卫星在轨几何标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采用多项式拟合探元指向角构建内定标模型，通过分析大气折光对于影像几何精度的影响规律，建立顾及大气折光校正的外定标模型，然后将内外定标模型引入到严格几何成像模型中建立高轨面阵光学卫星的在轨几何定标模型，具体实现方式如下，步骤1.1，内定标模型构建：内定标模型采用基于三次多项式的指向角模型，利用三次多项式对相机面阵CCD上各探元在相机坐标系下的指向角(ψx,ψy)进行拟合，
【技术特征摘要】
1.顾及大气折光校正的高轨面阵光学卫星在轨几何标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采用多项式拟合探元指向角构建内定标模型，通过分析大气折光对于影像几何精度的影响规律，建立顾及大气折光校正的外定标模型，然后将内外定标模型引入到严格几何成像模型中建立高轨面阵光学卫星的在轨几何定标模型，具体实现方式如下，步骤1.1，内定标模型构建：内定标模型采用基于三次多项式的指向角模型，利用三次多项式对相机面阵CCD上各探元在相机坐标系下的指向角(ψx,ψy)进行拟合，其中，s和l分别表示星下点成像影像的行号和列号，(ai,bi)(i＝0,1,…9)为三次多形式系数，即待标定的参数；步骤1.2，顾及大气折光校正的外定标模型构建：大气折光引起的定位误差在空间上表现为一种沿径向的误差，与旋转角α和侧摆角θ有关，利用俯仰角和翻滚角补偿X，Y轴两个方向中大气折光引起定位误差，X，Y两个方向上的定位误差用俯仰角和翻滚角的改正量Δpitch和Δroll补偿，如式(4)，得到外定标模型如式(5)，其中，(pitch,roll,yaw)为相机安装角，(pitch0,roll0,yaw0)相机安装角中的一部分不变量，用来补偿由相机安装误差，姿态漂移误差以及GPS偏心误差等引起的定位误差，(ei,fi)(i＝0,1,…)为多项式系数；物方点对应的侧摆角θ可从卫星成像参数中直接读取，旋转角α＝arctan(x/y)，(x,y)为物方点的位置坐标；步骤1.3，高轨面阵光学卫星的在轨几何定标模型构建：将构建的内定标模型以及保留三次多项式的外定标模型引入到严格几何成像模型中，得到在轨几何定标模型如式(6)，其中，分别为构建的内外定标模型，(Xg,Yg,Zg)与(Xgps,Ygps,Zgps)分别表示像点对应的物方点及GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标，(Xgps,Ygps,Zgps)由卫星上搭载的GPS获取；分别代表WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵、卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵；(BX,BY,BZ)body代表从传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标；根据成像时间修正极移章动岁差获得，由星敏、陀螺通过组合定姿得到，与(BX,BY,BZ)body在卫星发射前测得的数据计算得到；步骤2，基于星下点成像的影像进行内定标参数及外定标参数初值的解算，具体实现方式如下，设表示矩阵的元素，则可改写为式(7)，
【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，皮英冬，晏杨，杨博，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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