CN107644435A - 顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法及系统,包括:S100利用敏捷光学卫星获取交叉影像对;S200构建在轨几何定标模型;S300根据在轨几何定标模型构建平差模型;对在轨几何定标模型进行线性化处理,获得交叉影像对中同名像点的误差方程;S400分步解算内定标参数和姿态参数,解算内定标参数时,设定当前定向片的姿态参数为真值;解算姿态参数时,设定当前内定标参数为真值。本发明利用卫星敏捷能力获取的交叉影像对,在无需地面定标场参考数据的情况下,实现了高精度标定,解决了传统方法中存在的精度不高的问题,且更具时效性。

Description

顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法及系统
技术领域
本发明属于遥感影像处理技术领域,具体涉及一种顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法及系统。
背景技术
在轨几何标定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。然而随着光学影像的地面分辨率的提高,传统的基于地面定标场的在轨几何标定方法由于定标参考数据固有的精度限制以及异源影像之间的匹配精度的限制,已经不能满足亚米级的光学卫星的标定精度需求,此外地面定标场的建设、更新、维护的费用都间接的提高了传统的基于几何定标场的在轨几何标定方法的成本,并且由于几何定标场的位置是固定的,因此使用传统方法进行标定还受天气等因素的影响,在时效性上进一步受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种精度更高且更具时效性的、顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法及系统。
为达到上述目的,本发明提供的一种顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法,包括步骤:
S100利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像,即交叉影像对;
S200将敏捷光学卫星的内定标模型和摆扫影像的定向片姿态模型引入到严格几何成像模型,构建在轨几何定标模型;
S300根据在轨几何定标模型构建平差模型;对在轨几何定标模型进行线性化处理,获得交叉影像对中同名像点的误差方程;
S400解算内定标参数,本步骤进一步包括:
S410将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算内定标参数改正向量,采用内定标参数改正向量更新内定标参数;
S420将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算姿态参数改正向量,采用姿态参数改正向量更新姿态参数;
S430交替执行步骤S410和步骤S420,直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值;
所述当前姿态参数初值为星上下传的姿态,所述当前内定标参数初值为实验室检校值,所述同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。
进一步的,所述内定标模型采用基于多阶多项式的探元指向角模型。
进一步的,所述定向片姿态模型采用多阶拉格朗日模型。
进一步的,所述在轨几何定标模型为:
其中:
x(s),ψy(s))表示构建的内定标模型,s表示探元编号;
(pitcht,rollt,yawt)表示构建的定向片姿态模型,即成像时刻t定向片的姿态;
λ为缩放系数;
(Xg,Yg,Zg)表示像点对应的物方点在WGS84坐标系下的坐标;
(Xgps,Ygps,Zgps)表示GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标;
表示WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵;
表示J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵;
表示卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵;
(BX,BY,BZ)body表示传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标。
进一步的,所述误差方程如下:
Vp=Ax+By+Ct-Lp Pp
其中:
Vp表示改正数向量;
Lp表示平差值;
x表示内定标参数改正向量;
y表示姿态参数的改正向量;
t表示各同名像点的物方平面坐标改正向量;
Pp表示同名像点坐标观测值的权矩阵;
A、B、C为误差方程的偏导数系数矩阵。
进一步的,步骤S410进一步包括:
S411将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第一误差方程,所述第一误差方程包含内定标参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
S412基于第一误差方程,利用最小二乘法解算内定标参数改正向量;
S413利用内定标参数改正向量更新当前内定标参数;
S414重复步骤S411~S413直至收敛。
进一步的,步骤S420进一步包括:
S421将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第二误差方程,所述第二误差方程包含姿态参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
S422基于第二误差方程,利用最小二乘法解算姿态参数改正向量;
S423利用姿态参数改正向量更新当前姿态参数;
S424重复步骤S421~S423直至收敛。
本发明提供的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定系统,包括:
交叉影像对获取模块,用来利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像,即交叉影像对;
在轨几何定标模型构建模块,用来将敏捷光学卫星的内定标模型和摆扫影像的定向片姿态模型引入到严格几何成像模型,构建在轨几何定标模型;
平差模型和误差方程构建模块,用来根据在轨几何定标模型构建平差模型;对在轨几何定标模型进行线性化处理,获得交叉影像对中同名像点的误差方程;
解算模块,用来解算内定标参数;
所述解算模块进一步包括:
本步骤进一步包括:
内定标参数改正向量解算模块,用来将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算内定标参数改正向量,采用内定标参数改正向量更新内定标参数;
姿态参数改正向量解算模块,用来将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算姿态参数改正向量,采用姿态参数改正向量更新姿态参数;
交替执行模块,用来交替执行内定标参数改正向量解算模块和姿态参数改正向量解算模块,直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值;
所述当前姿态参数初值为星上下传的姿态,所述当前内定标参数初值为实验室检校值,所述同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。
进一步的,所述内定标参数改正向量解算模块,进一步包括:
第一误差方程构建模块,用来将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第一误差方程,所述第一误差方程包含内定标参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
第一最小二乘模块,用来基于第一误差方程,利用最小二乘法解算内定标参数改正向量;
内定标参数更新模块,用来利用内定标参数改正向量更新当前内定标参数。
进一步的,所述姿态参数改正向量解算模块,进一步包括:步骤S420进一步包括:
第二误差方程构建模块,用来将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第二误差方程,所述第二误差方程包含姿态参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
第二最小二乘模块,用来基于第二误差方程,利用最小二乘法解算姿态参数改正向量;
姿态参数更新模块,用来利用姿态参数改正向量更新当前姿态参数。
本发明具有如下特点和有益效果:
(1)传统方法中存在无法满足高分辨率卫星定标精度的问题,本发明利用卫星敏捷能力获取的交叉影像对,在无需地面定标场参考数据的情况下,实现了高精度标定,解决了传统方法中存在的精度不高的问题。
(2)传统方法进行标定时受天气等因素影响,时效性受到限制,本发明则可随时实现卫星的在轨几何定标,不考虑天气因素等的影响,更具时效性。
附图说明
图1为本发明方法的具体流程示意图;
图2为交叉影像对的获取示意图;
图3为摆扫影像的定向片姿态误差间关系的示意图。
具体实施方式
本发明顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法及系统,利用卫星敏捷能力获取的交叉影像对,在无需地面定标场参考数据的情况下实现高精度的标定。鉴于外定标参数只需一个控制点即可有效修正,本具体实施主要针对敏捷光学卫星的内参数进行标定,内定标模型采用基于三次多项式的探元指向角模型,在参考DEM数据的约束下实现对于内参数的高精度解算。
下面将结合附图和实施例详细说明本发明具体实施方式,参见图1,本具体实施方式包括4个步骤,各步骤具体如下:
步骤1,利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像,记为交叉影像对。
利用敏捷光学卫星的高机动性,对同一地区进行推扫成像和摆扫成像,获取用于内定标的交叉影像对。图2所示为交叉影像对的获取示意图,其中,t1、t2表示两个不同的成像时刻,CCD表示相机线阵电荷耦合元件,敏捷光学卫星在推扫成像和摆扫成像时在偏航方向的夹角约90°,因此,推扫成像和摆扫成像所获得的影像即构成交叉影像对。
交叉影像对的获取方法可参见文献:Lebègue L,Greslou D,De Lussy F,etal.Pleiades-Hr Image Quality Commissioning[J].ISPRS-International Archives ofthe Photogrammetry,Remote Sensing and Spatial Information Sciences,2010,XXXIX-B1(XXXIX-B1):561-566。.
步骤2,构建在轨几何定标模型。
本步骤进一步包括:
(1)构建内定标模型。
本具体实施方式中,内定标模型采用基于三次多项式的探元指向角模型,见式(1)。所述基于三次多项式的探元指向角模型,即利用三次多项式对相机线阵CCD(电荷耦合元件)上各探元在相机坐标系下的指向角(ψxy)进行拟合。
式(1)中:
s表示探元编号;
x(s),ψy(s))表示探元s的指向角;
(ax0,ax1,ax2,ax3,ay0,ay1,ay2,ay3)表示三次多项式的系数。
本发明中,内定标模型并不限于基于三次多项式的探元指向角模型,也可以为其他阶数的探元指向角模型,例如,可以为基于五次多项式的探元指向角模型、基于七次多项式的探元指向角模型等。
(2)构建摆扫影像的定向片姿态模型。
本具体实施方式中,定向片姿态模型采用三阶拉格朗日模型,定向片姿态模型用来通过内插修正摆扫影像姿态。见图3,假设某一扫描行的成像时刻为t,pitchi、rolli、yawi分别表示4个相邻的定向片影像的外部姿态参数,Ti分别表示4个相邻的定向片影像对应的曝光时刻,其中,i表示定向片影像的编号,其依次取k、k+1、k+2、k+3。
任意成像时刻t定向片的内插姿态角(pitcht,rollt,yawt)的计算如下:
式(2)中,Wj表示不同时刻姿态的权值,
值得注意的是,定向片影像的设置过于稀疏,则无法精确描述姿态变化;若过于密集,又会导致过度参数化。因此,实际应用中需根据卫星平台姿态稳定度等相关参数的设计值和实验室测量情况合理的设置密度。
(3)构建在轨几何定标模型。
将构建的内定标模型和定向片姿态模型引入到严格几何成像模型构建在轨几何定标模型,所构建的在轨几何定标模型中,将利用定向片姿态模型表示的内插姿态角作为待解算的定向片姿态角度。
所构建的具体的在轨几何定标模型,如下:
式(3)中:
x(s),ψy(s))表示构建的内定标模型;
(pitcht,rollt,yawt)表示构建的定向片姿态模型;
λ为缩放系数,由于利用共线方程解算时采用比值方式,因此无需考虑其取值;
(Xg,Yg,Zg)表示像点对应的物方点在WGS84坐标系下的坐标;
(Xgps,Ygps,Zgps)表示GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标,其由卫星上搭载的GPS获取;
表示WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵;
表示J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵,其由星敏、陀螺通过组合定姿得到;
表示卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵,其在卫星发射前由实验室检校;
(BX,BY,BZ)body表示传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标,其在卫星发射前由实验室检校。
上述旋转矩阵可表示为:
步骤3,构建平差模型。
根据在轨几何定标模型获得平差模型(Fx,Fy),如下:
式(5)中:
根据在轨几何定标模型,通过线性化处理,对交叉影像对中所有同名像点构建误差方程,如下:
Vp=Ax+By+Ct-Lp Pp (5)
式(5)中:
Vp表示改正数向量;
Lp表示Fx和Fy,根据公式(4)计算获得;
x=[dax0dax1dax2dax3day0day1day2day3]T,其为相机的内定标参数改正向量,也即内定标模型中三次多项式的系数;
y=[dpitchi drolli dyawi]T代表各定向片的姿态改正向量,i表示定向片编号,i=1,2,…n,n表示定向片数量;
z=[dB dL]T,表示各同名像点的物方平面坐标改正向量,物方平面坐标的高程根据平面坐标内插得到,并作为真值引入到平差模型;
Pp代表同名像点坐标观测值的权矩阵;
偏导数系数矩阵A、B、C具体如下:
步骤4,解算内定标参数。
待解算参数包括内定标参数XI=(ax0,ax1,ax2,ax3,ay0,ay1,ay2,ay3)和各定向片的姿态参数XE=(pitchi,rolli,yawi)。基于式(5)所示的误差方程分步解算内定标参数,内定标参数解算时,设定当前定向片的姿态参数为真值;姿态参数解算时,设定当前内定标参数为真值。
具体的解算步骤如下:
4.1采用成熟的影像匹配法,在交叉影像对上匹配一定数量的同名像点。
4.2对内定标参数XI、姿态参数XE和同名像点的物方平面坐标赋初值,分别记为 为实验室检校值,为星上直接下传的姿态,同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。
4.3迭代解算内定标参数,此时,将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数。
本子步骤进一步包括:
4.3a根据同名像点的物方平面坐标构建如下误差方程:
V1=Ax+Ct-L1 P1 (6)
式(6)中:
V1表示改正数向量,用来修正tan(ψx(s))和tan(ψy(s));
x表示内定标参数XI的改正向量;
t表示各同名像点的物方平面坐标改正向量;
A表示误差方程关于内定标参数的系数矩阵;
C表示误差方程关于物方平面坐标的系数矩阵;
L1表示平差,将当前内定标参数和当前姿态参数带入平差模型计算获得;
P1表示同名像点坐标观测值的权,实际解算时可直接设定为单位权矩阵。
4.3b基于误差方程,利用最小二乘法解算x,构建如下法方程:
消去物方平面坐标改正向量t,则有:
x=M-1N (8)
式(8)中:
M和N分别表示法方程的系数矩阵和常数向量,M=ATP1A-ATP1C(CTP1C)-1CTP1A;N=ATP1L1-ATP1C(CTP1Ck)-1CTP1L1
4.3c利用式(9)更新内定标参数XI
式(9)中:
表示更新后的内定标参数,表示当前内定标参数。
4.3d判断更新前后的内定标参数之差是否小于限差,若小于,则结束内定标参数的迭代解算,以当前最新的内定标参数作为当前内定标参数,执行步骤4.4;否则,以当前最新的内定标参数作为当前内定标参数,重新执行子步骤4.3a~4.3c。
4.4迭代解算姿态参数,此时,当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数。
本子步骤进一步包括:
4.4a根据同名像点构建如下误差方程:
V2=By+Ct-L2 P2 (10)
式(10)中:
V2表示改正数向量;
y表示姿态参数XE的改正向量;
t表示各同名像点的物方平面坐标改正向量;
B表示误差方程关于姿态参数的系数矩阵;
C表示误差方程关于物方平面坐标的系数矩阵;
L2表示平差,将当前内定标参数和当前姿态参数带入平差模型计算获得;
P2表示同名像点坐标观测值的权,实际解算时可直接设定为单位权矩阵。
4.4b基于误差方程,利用最小二乘法解算y,具体过程同子步骤4.3b,在此不再赘述。
4.4c利用式(11)更新内姿态参数XE
式(11)中:
表示更新后的姿态参数,表示当前姿态参数。
4.4d判断更新前后的姿态参数之差是否小于限差,若小于,则结束姿态参数的迭代解算,以当前最新的姿态参数作为当前姿态参数,重新执行步骤4.3;否则,以当前最新的姿态参数作为当前姿态参数,重新执行子步骤4.4a~4.4c。
4.5循环步骤4.3~4.4,直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值,此时的内定标参数改正向量即定标结果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是,包括步骤:
S100利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像,即交叉影像对;
S200将敏捷光学卫星的内定标模型和摆扫影像的定向片姿态模型引入到严格几何成像模型,构建在轨几何定标模型;
S300根据在轨几何定标模型构建平差模型;对在轨几何定标模型进行线性化处理,获得交叉影像对中同名像点的误差方程;
S400解算内定标参数,本步骤进一步包括:
S410将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算内定标参数改正向量,采用内定标参数改正向量更新内定标参数;
S420将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算姿态参数改正向量,采用姿态参数改正向量更新姿态参数;
S430交替执行步骤S410和步骤S420,直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值;
所述当前姿态参数初值为星上下传的姿态,所述当前内定标参数初值为实验室检校值,所述同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。
2.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
所述内定标模型采用基于多阶多项式的探元指向角模型。
3.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
所述定向片姿态模型采用多阶拉格朗日模型。
4.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
所述在轨几何定标模型为:
<mrow> <mfenced open = "(" close = ")"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>tan</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mi>x</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>s</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>tan</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>&amp;psi;</mi> <mi>y</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>s</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>&amp;lambda;R</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>o</mi> <mi>d</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mrow> <mi>c</mi> <mi>a</mi> <mi>m</mi> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <mi>J</mi> <mn>2000</mn> </mrow> <mrow> <mi>b</mi> <mi>o</mi> <mi>d</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>pitch</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>roll</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>yaw</mi> <mi>t</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>g</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mrow> <mi>J</mi> <mn>2000</mn> </mrow> </msubsup> <msub> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>X</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>p</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>Y</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Y</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>p</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>Z</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>Z</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>p</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mrow> <mi>w</mi> <mi>g</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>B</mi> <mi>X</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>B</mi> <mi>Y</mi> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>B</mi> <mi>Z</mi> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mrow> <mi>b</mi> <mi>o</mi> <mi>d</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
其中:
x(s),ψy(s))表示构建的内定标模型,s表示探元编号;
(pitcht,rollt,yawt)表示构建的定向片姿态模型,即成像时刻t定向片的姿态;
λ为缩放系数;
(Xg,Yg,Zg)表示像点对应的物方点在WGS84坐标系下的坐标;
(Xgps,Ygps,Zgps)表示GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标;
表示WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵;
表示J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵;
表示卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵;
(BX,BY,BZ)body表示传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标。
5.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
所述误差方程如下:
Vp=Ax+By+Ct-Lp Pp
其中:
Vp表示改正数向量;
Lp表示平差值;
x表示内定标参数改正向量;
y表示姿态参数的改正向量;
t表示各同名像点的物方平面坐标改正向量;
Pp表示同名像点坐标观测值的权矩阵;
A、B、C为误差方程的偏导数系数矩阵。
6.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
步骤S410进一步包括:
S411将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第一误差方程,所述第一误差方程包含内定标参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
S412基于第一误差方程,利用最小二乘法解算内定标参数改正向量;
S413利用内定标参数改正向量更新当前内定标参数;
S414重复步骤S411~S413直至收敛。
7.如权利要求1所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法,其特征是:
步骤S420进一步包括:
S421将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第二误差方程,所述第二误差方程包含姿态参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
S422基于第二误差方程,利用最小二乘法解算姿态参数改正向量;
S423利用姿态参数改正向量更新当前姿态参数;
S424重复步骤S421~S423直至收敛。
8.顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定系统,其特征是,包括:
交叉影像对获取模块,用来利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像,即交叉影像对;
在轨几何定标模型构建模块,用来将敏捷光学卫星的内定标模型和摆扫影像的定向片姿态模型引入到严格几何成像模型,构建在轨几何定标模型;
平差模型和误差方程构建模块,用来根据在轨几何定标模型构建平差模型;对在轨几何定标模型进行线性化处理,获得交叉影像对中同名像点的误差方程;
解算模块,用来解算内定标参数;
所述解算模块进一步包括:
本步骤进一步包括:
内定标参数改正向量解算模块,用来将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算内定标参数改正向量,采用内定标参数改正向量更新内定标参数;
姿态参数改正向量解算模块,用来将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标,根据平差模型和误差方程,采用最小二乘法迭代解算姿态参数改正向量,采用姿态参数改正向量更新姿态参数;
交替执行模块,用来交替执行内定标参数改正向量解算模块和姿态参数改正向量解算模块,直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值;
所述当前姿态参数初值为星上下传的姿态,所述当前内定标参数初值为实验室检校值,所述同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。
9.如权利要求8所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定系统,其特征是:
所述内定标参数改正向量解算模块,进一步包括:
第一误差方程构建模块,用来将当前姿态参数视为真值,内定标参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第一误差方程,所述第一误差方程包含内定标参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
第一最小二乘模块,用来基于第一误差方程,利用最小二乘法解算内定标参数改正向量;
内定标参数更新模块,用来利用内定标参数改正向量更新当前内定标参数。
10.如权利要求8所述的顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定系统,其特征是:
所述姿态参数改正向量解算模块,进一步包括:步骤S420进一步包括:
第二误差方程构建模块,用来将当前内定标参数视为真值,姿态参数视为待解算参数,根据同名像点的物方平面坐标,构建第二误差方程,所述第二误差方程包含姿态参数改正向量项和同名像点的物方平面坐标改正向量项;
第二最小二乘模块,用来基于第二误差方程,利用最小二乘法解算姿态参数改正向量;
姿态参数更新模块,用来利用姿态参数改正向量更新当前姿态参数。
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