【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学遥感领域，具体地，涉及一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法及系统。
技术介绍
1、光学遥感长期以来在地形观测、环境监测、海洋勘察、气象预报等领域发挥着不可替代的作用，随着光学遥感影像空间分辨率、光谱分辨率的提升，光学遥感设备的通道越来越丰富、像元数越来越多，光学遥感影像的应用离不开高精度的地理定位。对于气象气候研究、环境监测等大尺度范围内的遥感应用，遥感载荷24小时连续不间断工作，且需要逐像元的地理定位结果。海量数据下的逐像元地理定位对应用系统的处理速度提出了新的挑战。
2、针对光学遥感影像的地理定位，文献1(吉林一号宽幅01星宽幅相机再贵集合定标及精度验证，光学精密工程，2021年第29卷第8期)对建立了超多片tdi ccd机械式交错拼接推扫成像系统的严密几何模型，基于逐像元的地理定位实现了超多片tdi ccd无缝拼接影像的成成和多谱段影像的谱段间配准。
3、文献2(风云卫星遥感数据高经度地理定位软件系统开发研究，遥感学报，2008年第12卷第2期)以风云一号d星10通道扫描辐射计和风云三号a星中分辨率光谱成像仪未研究对象，给出了遥感数据地理定位计算软件系统的处理流程。
4、文献3(高分五号可见短波红外高光谱影像在轨几何定标及经度验证，遥感学报，2020年第24卷第4期)基于探元的指向角的几何定标模型，对高光谱分辨率的对地观测在和进行了无控制点条件下的地理定位。
5、文献4(风云二号气象卫星图像定位和卫星风精度的改善中解决问题的途径，南京信息工程大学学报(自
6、文献5(光学遥感卫星几何成像模型高精度对地定位技术研究，网络信息工程，2021年第13卷)分析了几何成像模型的作用，并针对多片影像联合立体定位研究了星历姿态背景下的卫星影像立体定位技术。
7、文献6(光学遥感卫星影像高经度对地定位技术研究，信息工程大学博士学位论文，2015年)建立了光学遥感卫星影像严格成像几何模型，在几何定标基础上，构建有理函数模型进行修正，有效提升了影像的定位精度。
8、针对遥感影像的地理定位的算法效率问题，文献7(gpu支持的宽幅遥感影像rpc校正并行处理，无线电工程，2021年第51卷第8期)使用nivdia titan rtxgpu为每个要计算的像素分配线程，完成图像坐标到地理坐标的转换。
9、文献8(分块变换和gpu并行的遥感影像快速正射校正方法，航天返回与遥感，2018年第39卷第6期)针对传统正射校正中逐像素坐标转换计算量过大的问题，探讨了使用gpu并行技术进行快速校正的方法。
10、文献9(基于gpu并行计算的巨幅遥感影像坐标转换研究与实现，测绘与空间地理信息，2016年第39卷第3期)基于gpu并行计算进行坐标转换，实现巨幅遥感影像快速转换。
11、在公开号为cn112750089b的中国专利文献中，公开了一种基于局部块最大和最小像素先验的光学遥感影像去雾方法，包括：步骤1：利用影像潜在信息、大气散射模型和局部块最小像素先验定义计算修正后的大气光图；步骤2：根据步骤1获取的修正后的大气光图，计算修正的传输图；步骤3：根据大气散射模型，获得初步去雾的光学遥感影像；步骤4：利用大气散射模型和局部块最大像素先验定义计算步骤3获取的初步去雾的光学遥感影像的大气光图；步骤5：根据步骤4获取的初步去雾的光学遥感影像的大气光图，计算初步去雾光学遥感影像传输图；步骤6：根据大气散射模型获得增强对比度的去雾光学遥感影像。但该专利文献的处理效率仍然不是很理想。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法及系统。
2、根据本专利技术提供的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，包括：
3、步骤s1：建立坐标系；
4、所述坐标系包括光学遥感器本体坐标系、地球固连坐标系和大地测量坐标系；
5、步骤s2：采集相关参数，基于矩阵计算后输出坐标向量。
6、优选的，所述步骤s2包括以下子步骤：
7、步骤s2.1：初始化光学遥感器本体坐标系的视线矩阵；
8、步骤s2.2：计算对应曝光时刻的光学遥感本体坐标系至地球固连坐标系的转换矩阵；
9、步骤s2.3：计算对应曝光时刻的地球固连坐标系的卫星位置及视线矩阵；
10、步骤s2.4：计算视线与地球的交点矩阵；
11、步骤s2.5：计算大地测量坐标系中的坐标向量。
12、优选的，所述计算基于算法程序进行；所述算法程序实现环境的函数库支持向量化的运算；所述函数包括三角函数和算术函数。
13、优选的，所述光学遥感器本体坐标系的视线矩阵初始化一次；若光学遥感器在轨未发生调焦变化，则视线矩阵保持不变；所述光学遥感器将待定位的像元根据其系统成像几何，计算得到对应视线在光学遥感器本体坐标系的指向向量；将所有的视线初始化为一个视线矩阵u1；所述视线矩阵u1为3行×n列的矩阵，n为视线指向向量个数，n个视线指向向量包含同时曝光的所有通道的所有像元；向量化加速处理以一次曝光为周期进行，同时曝光的所有通道所有像元同期计算定位结果。
14、优选的，所述步骤s2.2中，将对应曝光时刻的光学遥感本体坐标系至地球固连坐标系的转换矩阵定义为m，则地球固连坐标系中的视线矩阵uecr计算方法为：
15、uecr＝m*u1；
16、其中，*表示矩阵乘法，m为3行×3列的矩阵，u1为3行×n列的矩阵，uecr为3行×n列的矩阵。
17、优选的，所述步骤s2.4包括以下子步骤：
18、步骤s2.4.1：计算地球固连坐标系的卫星位置pecr比例变换后的向量p：
19、
20、其中，pecr为3行×1列的列向量，实数pecrx、pecry、pecrz分别为向量pecr的三个元素，p为3行×1列的列向量，常数a为地球参考椭球半长轴，常数b为地球参考椭球半短轴；
21、步骤s2.4.2：计算地球固连坐标系的视线矩阵uecr比例变换后的矩阵u：
22、
23、其中，u为3行×n列的矩阵，ux、uy、uz分别表示矩阵u的第1行、第2行、第3行，且ux、uy、uz皆为1行×n列的行向量；uecr为3行×n列的矩阵，uecrx、uecry、uecrz分别表示矩阵uecr的第1行、第2行、第3行，且uecrx、uecry、uecrz皆为1行×n列的行向量；
24、步骤s2.4.3：计算视线距离矩阵d：
25、
26、其中，矩阵fpu、矩阵fuu均为1行×n列的行向量；fpp表示向量p的模，为一个实数；/表示矩阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述计算基于算法程序进行；所述算法程序实现环境的函数库支持向量化的运算；所述函数包括三角函数和算术函数。
4.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述光学遥感器本体坐标系的视线矩阵初始化一次；若光学遥感器在轨未发生调焦变化，则视线矩阵保持不变；所述光学遥感器将待定位的像元根据其系统成像几何，计算得到对应视线在光学遥感器本体坐标系的指向向量；将所有的视线初始化为一个视线矩阵u1；所述视线矩阵u1为3行×N列的矩阵，N为视线指向向量个数，N个视线指向向量包含同时曝光的所有通道的所有像元；向量化加速处理以一次曝光为周期进行，同时曝光的所有通道所有像元同期计算定位结果。
5.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤
6.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤S2.4包括以下子步骤：
7.根据权利要求6所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤S2.4.3中，计算矩阵的0.5次幂r0.5时，对矩阵r中所有元素取绝对值，即计算|r|0.5。
8.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤S2.5包括以下子步骤：
9.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述视线矩阵的计算和所述转换矩阵的计算基于成像几何模型完成。
10.一种光学遥感影像地理定位的向量化加速系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述计算基于算法程序进行；所述算法程序实现环境的函数库支持向量化的运算；所述函数包括三角函数和算术函数。
4.根据权利要求2所述的一种光学遥感影像地理定位的向量化加速方法，其特征在于，所述光学遥感器本体坐标系的视线矩阵初始化一次；若光学遥感器在轨未发生调焦变化，则视线矩阵保持不变；所述光学遥感器将待定位的像元根据其系统成像几何，计算得到对应视线在光学遥感器本体坐标系的指向向量；将所有的视线初始化为一个视线矩阵u1；所述视线矩阵u1为3行×n列的矩阵，n为视线指向向量个数，n个视线指向向量包含同时曝光的所有通道的所有像元；向量化加速处理以一次曝光为周期进行，同时曝光的所有通道所有像元同期计算定位结果。
【专利技术属性】
技术研发人员：郭玲玲，磨礼平，汪少林，桑峰，代海山，陈议，吴侃侃，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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