CN108180926B - 一种面阵相机imu视准轴误差地面检测方法 - Google Patents

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CN108180926B CN201711384424.2A CN201711384424A CN108180926B CN 108180926 B CN108180926 B CN 108180926B CN 201711384424 A CN201711384424 A CN 201711384424A CN 108180926 B CN108180926 B CN 108180926B
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Abstract

本发明公开了一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法。本发明的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法包括步骤：产生平行光光束；采用面阵相机对垂直于所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标；将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角；获取像空间坐标系的航向角；获取IMU视准轴误差角。本发明提供的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法具有成本低，操作简单，易于实施的优点。

Description

一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法
技术领域
本发明涉及航空遥感定位技术领域，特别涉及一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法。
背景技术
航空遥感几何定位技术能够解算出航空遥感图像中地面目标的地理坐标，具有重要的应用价值。通常采用惯性测量单元(英文：Inertial measurement unit，简称IMU)量测航空相机成像时刻的姿态数据。IMU与航空相机通过机械部件固连在一起，由于加工及安装工艺的限制，IMU坐标系与航空相机像空间坐标系对应坐标轴难以实现严格平行，导致对应坐标轴之间存在小角度偏差，称为视准轴误差。视准轴误差导致IMU量测的姿态数据不能直接作为像片外方位角元素，无法实现对地面目标的高精度定位。因此，需通过检测方法获得视准轴误差。目前已有的检测方法需通过飞行检校或布设地面检校场及控制点等方式，存在着实施困难、作业量大、难度大及成本高等局限性。
发明内容
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法。所述面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法包括以下步骤：
产生平行光光束；
采用面阵相机对垂直于所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标；
将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角；
获取像空间坐标系的航向角；
获取IMU视准轴误差角。
在一些实施例中，所述平行光光束是通过经纬仪产生。
在一些实施例中，所述平行光光束为与本地水平面平行的平行光光束。
11、在一些实施例中，所述步骤：采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标，具体为：
像空间坐标系以相机的探测器的主点为坐标原点，像空间坐标系滚转轴与探测器短边平行，像空间坐标系俯仰轴与探测器长边平行，面阵相机镜头垂直向下放置，对所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面上像点的坐标。
在一些实施例中，所述将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量是利用旋转矩阵将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量。
在一些实施例中，所述面阵航空相机与所述IMU固定连接。
在一些实施例中，所述步骤：获取像空间坐标系的航向角，具体为：利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系的航向角。
在一些实施例中，所述全站仪获得的航向角是通过所述全站仪与所述经纬仪互瞄将航向角传递给所述经纬仪。
在一些实施例中，所述互瞄是指：调节经纬仪镜头及全站仪镜头姿态，使得经纬仪在全站仪镜头上产生的十字光标像与全站仪参考十字丝重合，实现互瞄。
在一些实施例中，所述步骤：获取IMU视准轴误差角，具体为：根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系在惯性空间的姿态角求解出IMU视准轴误差角。
本发明的技术效果：本发明公开的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法以几何光学成像原理为基础，采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到该光束在像空间坐标系平面的像点坐标，利用旋转矩阵将该平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，进而求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角。利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系的航向角。最后根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系在惯性空间的姿态角求解出IMU视准轴误差角。本发明提出的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法与试飞校验场检测方法相比，具有成本低，操作简单，易于实施等优点。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的IMU坐标系及面阵相机像空间坐标系的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的面阵相机IMU视准轴误差地面检测实验装置的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
参考图1-图3所示，本发明实施例提供了一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法。所述面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法包括以下步骤：
S1，产生平行光光束；
S2，采用面阵相机对垂直于所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标；
S3，将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角；
S4，获取像空间坐标系的航向角；
S5获取IMU视准轴误差角。
在一些实施例中，所述平行光光束是通过经纬仪产生。
在一些实施例中，所述平行光光束为与本地水平面平行的平行光光束。
12、在一些实施例中，所述步骤S2：采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标，具体为：
像空间坐标系以相机的探测器的主点为坐标原点，像空间坐标系滚转轴与探测器短边平行，像空间坐标系俯仰轴与探测器长边平行，面阵相机镜头垂直向下放置，对所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面上像点的坐标。
在一些实施例中，所述将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量是利用旋转矩阵将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量。
在一些实施例中，所述面阵航空相机与所述IMU固定连接。
在一些实施例中，所述步骤S4：获取像空间坐标系的航向角，具体为：利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系的航向角。
在一些实施例中，所述全站仪获得的航向角是通过所述全站仪与所述经纬仪互瞄将航向角传递给所述经纬仪。
在一些实施例中，所述互瞄是指：调节经纬仪镜头及全站仪镜头姿态，使得经纬仪在全站仪镜头上产生的十字光标像与全站仪参考十字丝重合，实现互瞄。
在一些实施例中，所述步骤S5：获取IMU视准轴误差角，具体为：根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系在惯性空间的姿态角求解出IMU视准轴误差角。
本发明采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到该光束在像空间坐标系xOy平面的像点坐标，利用旋转矩阵将该平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，进而求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角。利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系的航向角。最后根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系在惯性空间的姿态角求解出IMU视准轴误差角。
待检测面阵相机与IMU固连，IMU坐标系及相机像空间坐标系定义见图1所示。像空间坐标系以探测器主点为坐标原点，xc轴(滚转轴)与探测器短边平行，yc轴(俯仰轴)与探测器长边平行。相机镜头垂直向下放置，对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到该光束在像空间坐标系xOy平面上像点Ac的坐标(xA,yA,0)。定义由像方主点(0,0,f)(f为相机主距)到像点Ac的向量为
Figure BDA0001516322900000051
即
Figure BDA0001516322900000052
根据几何光学成像原理可知，
Figure BDA0001516322900000053
与平行光光束入射方向平行。设像空间坐标系相对于北东地导航坐标系的姿态角为
Figure BDA0001516322900000054
将像空间坐标系先沿x轴转动
Figure BDA0001516322900000055
再沿y轴转动-ωc得到L-xyz坐标系，则L-xyz坐标系的xOy平面与本地水平面平行。L-xyz坐标系与像空间坐标系相对于导航坐标系的航向角相同，设为κc。定义
Figure BDA0001516322900000056
在L-xyz坐标系中的向量为
Figure BDA0001516322900000057
则
Figure BDA0001516322900000058
可以根据式(1)计算。
Figure BDA0001516322900000059
垂直于L-xyz坐标系的xOy平面，于是有
Figure BDA00015163229000000510
则
Figure BDA00015163229000000511
可由式(2)计算，ωc可由式(3)计算。
Figure BDA00015163229000000512
Figure BDA00015163229000000513
Figure BDA00015163229000000514
将平行光光束沿像空间坐标系滚转轴分别转动
Figure BDA00015163229000000515
及
Figure BDA00015163229000000516
相机对转动后平行光光束分别成像。转动
Figure BDA00015163229000000517
后平行光光束在像空间坐标系xOy平面上像点Bc的坐标为
Figure BDA00015163229000000518
转动
Figure BDA00015163229000000519
后平行光光束后在像空间坐标系xOy平面上像点Cc的坐标为
Figure BDA00015163229000000520
定义像方主点(0,0,f)到像点Bc的向量
Figure BDA00015163229000000521
像方主点(0,0,f)到像点Cc的向量为
Figure BDA00015163229000000522
根据几何光学成像原理可知，
Figure BDA00015163229000000523
与转动
Figure BDA00015163229000000524
后的平行光光束平行，
Figure BDA00015163229000000525
与转动
Figure BDA00015163229000000526
后的平行光光束平行。
Figure BDA00015163229000000527
及
Figure BDA00015163229000000528
在L-xyz坐标系中向量
Figure BDA00015163229000000529
及
Figure BDA00015163229000000530
可由式(4)及式(5)计算。
Figure BDA0001516322900000061
Figure BDA0001516322900000062
根据几何光学成像原理可知，经过平行光光束像点且与平行光光束平行的直线经过像方主点(0,0,f)。设平行光光束分别转动
Figure BDA0001516322900000063
及
Figure BDA0001516322900000064
后在L-xyz坐标系xOy平面上像点分别为Bl和Cl，Bl坐标为
Figure BDA0001516322900000065
Cl坐标为
Figure BDA0001516322900000066
由空间直线上一点及方向向量即可确定空间直线表达式。由点(0,0,f)，方向向量
Figure BDA0001516322900000067
及
Figure BDA0001516322900000068
即可确定经过Bl和Cl的两条直线。根据空间直线与平面交点计算公式，计算经过Bl的直线与xOy平面交点，可以得出
Figure BDA0001516322900000069
计算经过Cl的直线与xOy平面交点，可以得出
Figure BDA00015163229000000610
向量
Figure BDA00015163229000000611
的航向角κj可由全站仪及经纬仪通过测量方法得到，κj与κc的偏差角κΔ可由式(6)计算，可知κc＝κj+κΔ。
Figure BDA00015163229000000612
设IMU给出的当前姿态角为
Figure BDA00015163229000000613
为实现IMU坐标系与像空间坐标系坐标轴相互平行，需将IMU坐标系顺序进行三次旋转。顺序为绕xb轴转动ex，绕yb轴转动ey，绕zb轴转动ez。ex、ey及ez即为IMU视准轴误差角。定义坐标系转换矩阵R(x,y,z)如式(7)所示，视准轴误差角、IMU姿态角与像空间坐标系姿态角间的相互关系可以表示为式(8)。式(8)右侧算式中所有参数均为已知，可以得出R(ex,ey,ez)具体数值，设
Figure BDA00015163229000000614
则ex、ey及ez可分别由式(9)、式(10)及式(11)求得。
Figure BDA00015163229000000615
Figure BDA00015163229000000616
ey＝arcsin(-a3)……………………(9)
ex＝arcsin(b3/cos(ey))………………(10)
ez＝arcsin(a2/cos(ey))…………………(11)
如图2所示，为实现上述检测方法，本发明实施例提供了实现所述面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法的试验装置100。所述试验装置100包括：IMU 1、面阵相机2、倾角传感器3、第一平面反射镜4、第二平面反射镜5、经纬仪6、和全站仪7。
首先利用经纬仪6产生平行光光束，利用全站仪7获得航向角；通过全站仪7与经纬仪6互瞄将航向角传递给经纬仪6；通过面阵相机2对经纬仪6产生的平行光光束成像，得到平行光在像空间坐标系中的像点坐标，进而解算出像空间坐标系的相对于导航坐标系的姿态角。
所述面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法的试验装置100的试验步骤如下：
1、经纬仪6开机、调平，物距设置为无穷远，方位轴转至90度，点亮经纬仪6的十字光标。十字光标中心点产生的平行光光束为与本地水平面平行的平行光光束。
2、经纬仪6前方放置与本地水平面呈45度角的倾斜第二平面反射镜5，在倾斜的第二平面反射镜5正上方放置下表面为反光面的水平的第一平面反射镜4。利用倾角传感器3调平水平第一平面反射镜4。调节第二倾斜平面反射镜5的姿态角，使得经纬仪6产生的平行光光束反射回经纬仪6镜头入瞳，且形成的十字光标像与经纬仪6的参考十字丝重合，即经纬仪6处于自准直状态。十字光标中心点产生的平行光光束经倾斜第一平面反射镜5反射后与本地水平面垂直。
3、移除水平第一平面反射镜4，将IMU1与面阵相机2组合体放在倾斜的第二平面反射镜5正上方。面阵相机2焦平面置于焦距处，对应于无穷远物距。面阵相机2镜头垂直向下，面阵相机2俯仰轴与经纬仪6俯仰轴平行，平行光光束照射在面阵相机2镜头入瞳中心位置。面阵相机2对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到十字光标像中心点Ac的坐标(xA,yA,0)，根据式(2)及式(3)计算出像空间坐标系的
Figure BDA0001516322900000081
及ωc。
4、经纬仪6俯仰角设置为
Figure BDA0001516322900000082
度，平行光光束沿像空间滚转轴转动
Figure BDA0001516322900000083
度。
Figure BDA0001516322900000084
小于面阵相机2纵向半视场角且满足至少有三分之一平行光光束入射到面阵相机2镜头入瞳。面阵相机2对平行光光束成像，得到十字光标像中心点Bc的坐标
Figure BDA0001516322900000085
5、经纬仪6俯仰角设置为
Figure BDA0001516322900000086
度，平行光光束沿像空间滚转轴转动
Figure BDA0001516322900000087
度。
Figure BDA0001516322900000088
小于面阵相机2纵向半视场角且满足至少有三分之一平行光光束入射到面阵相机2镜头入瞳。面阵相机2对平行光光束成像，得到十字光标像中心点Cc的坐标
Figure BDA0001516322900000089
利用式(6)计算出κΔ。
6、经纬仪6方位轴读数清0，调节经纬仪6镜头及全站仪7镜头姿态，使得经纬仪6在全站仪7镜头上产生的十字光标像与全站仪7参考十字丝重合，实现互瞄。互瞄后读取全站仪7的航向角κT，读取经纬仪6方位角αJ，则κj＝κT+αJ。进而计算出κc，
最终利用式(9)、式(10)及式(11)计算出IMU视准轴误差角ex、ey及ez。
下面结合具体的实施例对本发明提供的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法进行详细的说明。
实施例1：
本发明实例参考如图1和2所示，其中包括IMU 1、面阵相机2、倾角传感器3、第一平面反射镜4、第二平面反射镜5、经纬仪6、全站仪7。
IMU 1与面阵相机2为待检测设备，面阵相机2成像物距为无穷远；倾角传感器3采用无锡迈科公司生产的AVT2000T双轴倾角传感器，用于调平第一平面反射镜4；第一平面反射镜4和第二平面反射镜5为长春奥普光电技术公司生产的平面反射镜，面型精度优于二十分之一波长，用于折转平行光光束；经纬仪6为徕卡公司生产的Leica TM5100A经纬仪，用于产生检测平行光光束并传递航向角；全站仪7为苏州一光公司生产的GTA1300R陀螺全站仪，用于提供航向角参考。
首先开启IMU 1，根据IMU 1要求完成初始航向校准及数据记录，使IMU 1达到满足测量指标精度状态。开启全站仪7，调平后等待全站仪7达到寻北测量精度。开启经纬仪6，调平，物距置为无穷远，俯仰轴置为90度，点亮十字光标。利用倾角传感器3调平第一平面反射镜4。调整第二平面反射镜5姿态使经纬仪6实现自准直。移除第一平面反射镜4，将IMU 1及面阵相机2放置在第二平面反射镜5正上方，镜头垂直对地，面阵相机2俯仰轴与经纬仪6俯仰轴平行。面阵相机2开机并成像，记录IMU1姿态数据。经纬仪6俯仰轴转动给定角度，面阵相机2成像；经纬仪6俯仰轴调回90度后转动给定角度，面阵相机2成像。经纬仪6方位角读数清零，调整经纬仪6及全站仪7姿态，实现互瞄。读取经纬仪方位角，读取全站仪7航向角。
本发明的技术效果：本发明公开的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法以几何光学成像原理为基础，采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到该光束在像空间坐标系平面的像点坐标，利用旋转矩阵将该平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，进而求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角。利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系的航向角。最后根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系在惯性空间的姿态角求解出IMU视准轴误差角。本发明提出的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法具有成本低，操作简单，易于实施的优点。根据具体的试验结果，采用本实例给出的检测设备测得的IMU视准轴误差小于0.0025度，具有较高的精度。
本领域内的技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法包括步骤：
产生平行光光束；
采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标；所述面阵相机镜头垂直向下放置；
将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角；
获取像空间坐标系相对于导航坐标系的航向角；
获取IMU视准轴误差角；
所述步骤：将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角及滚转角，具体为：定义由像方主点(0,0,f)到像点的方向向量为
Figure FDA0002859354160000011
f为相机主距；设像空间坐标系相对于北东地导航坐标系的姿态角为
Figure FDA0002859354160000012
Figure FDA0002859354160000013
ωc、κc分别为滚转角、俯仰角和航向角；将像空间坐标系先沿x轴转动
Figure FDA0002859354160000014
再沿y轴转动-ωc得到L-xyz坐标系，L-xyz坐标系的xOy平面与本地水平面平行；定义
Figure FDA0002859354160000015
在L-xyz坐标系中的向量为
Figure FDA0002859354160000016
Figure FDA0002859354160000017
垂直于L-xyz坐标系的xOy平面；根据
Figure FDA0002859354160000018
与
Figure FDA0002859354160000019
求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的俯仰角ωc及滚转角
Figure FDA00028593541600000110
所述步骤：获取像空间坐标系相对于导航坐标系的航向角，具体为：利用经纬仪将全站仪获得的航向角传递到像空间坐标系中，求解出像空间坐标系相对于导航坐标系的航向角；
所述步骤：获取IMU视准轴误差角，具体为：根据IMU测得的当前姿态角，结合检测出的像空间坐标系相对于导航坐标系的姿态角求解出IMU视准轴误差角。
2.根据权利要求1所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述平行光光束是通过经纬仪产生。
3.根据权利要求2所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述平行光光束为与本地水平面平行的平行光光束。
4.根据权利要求1所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述步骤：采用面阵相机对垂直于本地水平面的平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面的像点坐标，具体为：
像空间坐标系以相机的探测器的主点为坐标原点，像空间坐标系滚转轴与探测器短边平行，像空间坐标系俯仰轴与探测器长边平行，面阵相机镜头垂直向下放置，对所述平行光光束成像，得到所述平行光光束在像空间坐标系平面上像点的坐标。
5.根据权利要求1所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量是利用旋转矩阵将所述平行光光束在像空间坐标系的方向向量转换为本地水平坐标系下的方向向量。
6.根据权利要求1所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述面阵相机与所述IMU固定连接。
7.根据权利要求1所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述全站仪获得的航向角是通过所述全站仪与所述经纬仪互瞄将航向角传递给所述经纬仪。
8.根据权利要求7所述的面阵相机IMU视准轴误差地面检测方法，其特征在于，所述互瞄是指：调节经纬仪镜头及全站仪镜头姿态，使得经纬仪在全站仪镜头上产生的十字光标像与全站仪参考十字丝重合，实现互瞄。
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