CN115218928B - 校准方法、测量待测目标的方法、装置、系统及飞行系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及视觉测量以及图像检测技术领域，提供一种校准方法、测量待测目标的方法、装置、系统及飞行系统，校准方法包括：校准飞行器包括第二接收机、合作标志；飞行观测平台包括主观测设备、校准相机、第一接收机；校准相机对校准飞行器成像并在图像中提取合作标志；根据第二接收机的定位、合作标志与第二接收机之间的位置关系，得到合作标志的定位；根据飞行观测平台的定位、合作标志的定位以及合作标志在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备的姿态角。通过本方案，可以精确校准飞行观测平台主观测设备的姿态参数。

Description

校准方法、测量待测目标的方法、装置、系统及飞行系统
技术领域
本发明涉及视觉测量以及图像检测技术领域，特别是涉及一种飞行观测平台姿态参数校准方法、测量待测目标的方法、校准装置、测量系统及飞行系统。
背景技术
飞行观测平台从空中对待测目标进行观测，如果通过光电成像和测距对待测目标进行定位，其精度依赖于飞行观测平台上主观测设备自身的位置和姿态精度。
由于在飞行观测平台飞行的过程中进行观测，主观测设备的位置姿态参数不能事先标定，必须在观测过程中实时得到。对于待测区域以及空中、地面都无法获取已知特征或随飞行观测平台运动而观测视场不断变换的情况，主观测设备的位置可以通过卫星差分方法精确得到，主观测的姿态可以通过惯导得到。但惯导存在时间积累误差，对于稍长时间的观测，惯导给出的姿态误差偏大，无法满足高精度观测对主观测设备的姿态参数精度的需求。
因此，亟需开发一种飞行观测平台姿态参数校准方法、测量待测目标的方法、校准装置、测量系统及飞行系统，能够精确获取飞行过程中主观测设备的姿态参数，进而对主观测设备进行校准。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞行观测平台姿态参数校准方法、测量待测目标的方法、校准装置、测量系统及飞行系统，能够精确获取飞行过程中主观测设备的姿态参数，进而对主观测设备进行校准。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种飞行观测平台姿态参数校准方法，包括以下步骤：
校准飞行器包括用于接收定位信号的第二接收机、设置在校准飞行器外表面的合作标志和与飞行观测平台通讯的第二无线通信设备，合作标志和第二接收机之间的位置关系已标定；
飞行观测平台包括主观测设备、校准相机、用于接收定位信号的第一接收机和与校准飞行器通讯的第一无线通信设备；主观测设备和校准相机均固定在飞行观测平台上，校准相机与主观测设备之间的相对位置和初始相对姿态关系已标定，主观测设备用于测量待测目标；
校准相机对校准飞行器成像并在图像中提取合作标志；
根据第二接收机的定位、合作标志与第二接收机之间的位置关系，得到合作标志的定位；
根据飞行观测平台的定位、合作标志的定位以及合作标志在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；
根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备的姿态角。
根据本发明一示例实施方式，所述第一接收机采用卫星定位接收天线；所述第二接收机采用卫星定位接收天线。
根据本发明一示例实施方式，所述校准相机姿态旋转矩阵包括校准相机第一旋转角、校准相机第二旋转角和校准相机第三旋转角，该校准相机第一旋转角等于飞行观测平台的俯仰角，该校准相机第二旋转角等于飞行观测平台的滚转角，该校准相机第三旋转角等于飞行观测平台的方位角。
根据本发明一示例实施方式，所述飞行观测平台的俯仰角的计算方法采用公式（1）：
Figure 886881DEST_PATH_IMAGE001
（1）；
其中，A2X表示飞行观测平台的俯仰角，校准相机的光心坐标为（X0，Y0，Z0），校准相机的焦距为f，校准相机的像元尺寸为（dx，dy），校准相机的像面上光心坐标为（xc，yc），校准相机的像面上合作标志的像点坐标为（x，y），合作标志的定位坐标为（X，Y，Z）。
根据本发明一示例实施方式，所述飞行观测平台的滚转角的计算方法采用公式（2）：
Figure 591443DEST_PATH_IMAGE002
（2）；
其中，A2Y表示飞行观测平台的滚转角，校准相机的光心坐标为（X0，Y0，Z0），校准相机的焦距为f，校准相机的像元尺寸为（dx，dy），校准相机的像面上光心坐标为（xc，yc），校准相机的像面上合作标志的像点坐标为（x，y），合作标志的定位坐标为（X，Y，Z）。
根据本发明一示例实施方式，所述飞行观测平台的方位角从第一接收机中获取。
根据本发明一示例实施方式所述飞行观测平台还包括校准转台和观测转台；所述校准转台与校准相机固定连接，用于使校准相机旋转；所述观测转台与主观测设备固定连接，用于使主观测设备旋转；
校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系根据初始相对姿态关系及校准相机的旋转角度、主观测设备的旋转角度得到。
作为本发明的第二个方面，提供一种飞行观测平台测量待测目标的方法，包括如下步骤：
采用所述飞行观测平台姿态参数校准方法校准主观测设备；
使用主观测设备对待测目标进行测量。
作为本发明的第三个方面，提供一种飞行观测平台姿态参数校准装置，主观测设备固定在飞行观测平台上并用于测量待测目标，该校准装置包括：
校准相机，固定在飞行观测平台上，用于拍摄校准飞行器；
固连装置，与主观测设备、校准相机固定连接；
校准飞行器，包括用于接收定位信号的第二接收机、设置在校准飞行器外表面的合作标志和与飞行观测平台通讯的第二无线通信设备，合作标志和第二接收机之间的位置关系已标定；
第一接收机，用于接收飞行观测平台的定位信号；
第一无线通信设备，用于与校准飞行器通讯；
姿态参数计算模块，与校准相机、第一接收机、第一无线通信设备连接，用于根据第二接收机的定位、合作标志与第二接收机之间的位置关系，得到合作标志的定位；根据飞行观测平台的定位、合作标志的定位以及合作标志在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备的姿态角。
作为本发明的第四个方面，提供一种飞行观测平台的自校准的测量系统，包括所述的飞行观测平台姿态参数校准装置和主观测设备；
该主观测设备与姿态参数计算模块连接，用于根据主观测设备的姿态角校准主观测设备并测量待测目标。
作为本发明的第五个方面，提供一种观测飞行系统，包括：
所述的飞行观测平台的自校准的测量系统及飞行观测平台；
该测量系统设置在飞行观测平台上；
该飞行观测平台可在空中飞行。
本发明的有益效果是：
本方案通过对校准飞行器成像精确测量和校正飞行观测平台的俯仰角和滚转角，再引入其他传感器得到的飞行观测平台方位角数据，得到飞行观测平台姿态，再根据事先标定的校准相机与主观测设备之间初始相对姿态关系或经过计算后得到的校准相机与主观测设备之间相对姿态关系，实现对主观测设备姿态角的校正。在飞行平台观测过程中随时可以用于主观测设备姿态角度校正，弥补惯导姿态角度漂移误差对观测精度的影响。并且本方案不需要用到地面特征，对地面场景无要求。
附图说明
图1示意性示出了观测飞行系统、校准飞行器和待测目标的位置示意图。
图2示意性示出了观测飞行系统的结构图。
图3示意性示出了校准飞行器的结构图。
图4示意性示出了观测飞行系统部分模块的连接关系图。
图5示意性示出了观测飞行系统部分模块的连接关系图（另一种实施方式）。
图6示意性示出了飞行观测平台姿态参数校准方法的步骤图。
图7示意性示出了校准相机拍摄合作标志的成像示意图。
其中，1—观测飞行系统，11—主观测设备，12—校准相机，13—固连装置，14—第一接收机，15—姿态参数计算模块，16—第一无线通信设备，17—校准转台，18—观测转台，19—飞行观测平台，2—校准飞行器，21—第二接收机，22—合作标志，23—第二无线通信设备，24—校准飞行平台，3—待测目标。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的第一个实施方式，提供一种观测飞行系统1，如图1、2所示，包括：飞行观测平台19及飞行观测平台的自校准的测量系统。飞行观测平台的自校准测量系统包括主观测设备11和飞行观测平台姿态参数校准装置。飞行观测平台姿态参数校准装置包括校准相机12、固连装置13、第一接收机14、姿态参数计算模块15、无线通信设备16、校准转台17、观测转台18、飞行观测平台19、传感器（未示出）和校准飞行器2。
飞行观测平台19可在空中飞行，用于搭载主观测设备11、校准相机12、固连装置13、第一接收机14、姿态参数计算模块15、第一无线通信设备16、校准转台17、观测转台18。飞行观测平台19可以为大型飞行器，也可以为小型无人机。
主观测设备11、校准相机12、固连装置13、第一接收机14、姿态计算模块15、无线通信设备16、校准转台17、观测转台18均设置在飞行观测平台19上。主观测设备11和校准相机12优选地位于飞行观测平台19的下部并尽量靠近飞行观测平台19的质心。
固连装置13与飞行观测平台19固定连接。
主观测设备11通过固连装置13固定在飞行观测平台19上，如图1所示，用于测量待测目标3。主观测设备11与第一接收机14、姿态计算模块15通讯地连接，用于根据姿态计算模块15计算出的姿态角校准主观测设备11，进而实现姿态的精确校准；还用于根据第一接收机14的定位校准主观测设备11的位置。
校准相机12通过固连装置13固定在飞行观测平台19上，通过固连装置13与主观测设备11固定连接，使得主观测设备11和校准相机12之间的位置关系固定。
校准转台17为高精度转台，设置在固连装置13和校准相机12之间，与固连装置13、校准相机12固定连接，用于使校准相机12旋转。校准转台17包括角度编码器，可记录校准相机12的旋转角度。观测转台18设置在固连装置13和主观测设备11之间，与固连装置13、主观测设备11固定连接，用于使主观测设备11旋转。观测转台18为高精度转台，包括角度编码器，可记录主观测设备11的旋转角度。校准相机12与主观测设备11之间的初始相对姿态关系已确定，如果在观测的过程中，校准转台17和/或观测转台18转动，可根据角度编码器和初始相对姿态关系确定校准相机12与主观测设备11的相对姿态关系。
第一接收机14用于接收飞行观测平台19的定位信号。第一接收机14采用卫星定位接收天线，优选双卫星天线。双卫星天线有两个天线，分别设置在飞行观测平台19的头部和尾部，利用RTK技术实现定位。RTK（载波相位差分技术）是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法。采用RTK技术的定位精度能够达到1厘米，相比于只有一个天线的GPS定位（定位精度误差在十米左右）的精度更高。
第一无线通信设备16用于与校准飞行器2的无线通信设备23通讯，接收第二接收机21的定位信号、合作标志22与第二接收机21之间的位置关系的数据。
校准飞行器2的结构如图3所示，包括：第二接收机21、合作标志22、第二无线通信设备23和校准飞行平台24。
校准飞行平台24可在空中飞行，用于搭载第二接收机21、合作标志22、第二无线通信设备23。校准飞行平台24可以为大型飞行器，也可以为小型无人机。
第二接收机21用于接收校准飞行平台24的定位信号。第二接收机21采用卫星定位接收天线，优选双卫星天线。双卫星天线有两个天线，分别设置在飞行观测平台19的头部和尾部，利用RTK技术实现定位。RTK（载波相位差分技术）是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。这是一种新的常用的卫星定位测量方法。采用RTK技术的定位精度能够达到1厘米，相比于只有一个天线的GPS定位（定位精度误差在十米左右）的精度更高。
合作标志22设置在校准飞行器2的外表面，具体地，合作标志22色彩明显并涂装在校准飞行平台24的表面。合作标志22与第二接收机21刚性连接，合作标志22与第二接收机21之间的位置关系固定且已提前标定。
第二无线通信设备23用于与观测飞行器1的第一无线通信设备16通讯。
如图4所示，姿态参数计算模块15与主观测设备11、校准相机12、第一接收机14和第一无线通信设备16通讯地连接。用于根据第二接收机14的定位、合作标志22与第二接收机21之间的位置关系，得到合作标志22的定位；根据飞行观测平台19的定位、合作标志22的定位以及合作标志22在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机23与主观测设备22之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备22的姿态角。
作为优选的实施方式，如图5所示，如果在观测、校准的过程中主观测设备11和/或校准相机12旋转，主观测设备11与校准相机12之间的姿态关系发生变化，则姿态参数计算模块15还与校准转台17、观测转台18通讯地连接。姿态参数计算模块15还根据主观测设备11与校准相机12的初始姿态关系、主观测设备11的旋转角度、校准相机12的旋转角度得到校准相机12与主观测设备11之间的相对姿态关系。
采用本方案的观测飞行系统1，能够不需要惯导实现飞行状态下的主观测设备11的校准，校准精度高，通过主观测设备11的校准进而实现高精度拍摄待测目标3，获得待测目标3的三维坐标。如图1所示，待测目标3可以是地面上的目标，也可以是飞行中的目标，只要能够出现在主观测设备11的相机视场即可。
作为本发明的第二个实施方式，提供一种飞行观测平台姿态参数校准方法，采用第一个实施方式的观测飞行系统1或第一个实施方式中提到的飞行观测平台姿态参数校准装置。
校准飞行器2上的合作标志22和第二接收机21之间的位置关系已标定。
飞行观测平台19上的主观测设备11和校准相机12之间的相对位置和初始相对姿态关系已标定。
执行观测任务时，飞行观测平台19与校准飞行器2保持合适位置，确保校准相机12可以识别到校准飞行器2上的合作标志22。
如图6所示，飞行观测平台姿态参数校准方法包括以下步骤：
步骤S1：校准相机12对校准飞行器2成像并在图像中提取合作标志22。
如图7所示，校准相机12的光心坐标为（X0，Y0，Z0），合作标志22的定位坐标为（X，Y，Z）。校准相机12拍摄合作标志22，合作标志22会在像面上呈现一像点，像面的原点为I，该像点的坐标为（x，y），像面上的光心坐标为（xc，yc），校准相机12的焦距为f，校准相机12的像元尺寸为（dx，dy）。校准相机12的光心坐标为（X0，Y0，Z0）通过第一接收机14得到。像面上的光心坐标、校准相机12的焦距为f和校准相机12的像元尺寸为相机参数，通过事先标定得到。像点的坐标通过图像提取得到。合作标志22的坐标通过定位、计算得到。通过成像，可以快速获取到像点在像面上的位置、光心在像面上的位置。
步骤S2：根据第二接收机21的定位、合作标志22与第二接收机21之间的位置关系，得到合作标志22的定位。
步骤S2至步骤S4均由姿态参数计算模块15完成。
第二接收机21的定位通过第二接收机21得到，合作标志22与第二接收机21之间的位置关系已标定。第二接收机21的定位及合作标志22与第二接收机21之间的位置关系这两个数据通过第二无线通信设备23传输给第一无线通信设备16。姿态参数计算模块15从第一无线通信设备16中获取这两个参数，并计算出合作标志22的定位。
S3：根据飞行观测平台19的定位、合作标志22的定位以及合作标志22在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵。
校准相机姿态旋转矩阵包括校准相机第一旋转角A2X、校准相机第二旋转角A2Y和校准相机第三旋转角A2Z，该校准相机第一旋转角A2X等于飞行观测平台19的俯仰角，该校准相机第二旋转角A2Y等于飞行观测平台19的滚转角，该校准相机第三旋转角A2Z等于飞行观测平台19的方位角。
飞行观测平台19的俯仰角（即校准相机第一旋转角A2X）的计算方法采用公式（1）：
Figure 67511DEST_PATH_IMAGE001
（1）；
其中，A2X表示飞行观测平台19的俯仰角，校准相机12的光心坐标为（X0，Y0，Z0），校准相机12的焦距为f，校准相机12的像元尺寸为（dx，dy），校准相机12的像面上光心坐标为（xc，yc），校准相机12的像面上合作标志22的像点坐标为（x，y），合作标志22的定位坐标为（X，Y，Z）。
飞行观测平台19的滚转角（即校准相机第二旋转角A2Y）的计算方法采用公式（2）：
Figure 621727DEST_PATH_IMAGE002
（2）；
其中，A2Y表示飞行观测平台19的滚转角，校准相机12的光心坐标为（X0，Y0，Z0），校准相机12的焦距为f，校准相机12的像元尺寸为（dx，dy），校准相机12的像面上光心坐标为（xc，yc），校准相机12的像面上合作标志22的像点坐标为（x，y），合作标志22的定位坐标为（X，Y，Z）。
飞行观测平台19的方位角（即校准相机第三旋转角A2Z）从第一接收机21中获取。
通过计算，得到校准相机12的姿态旋转矩阵R2（A2X，A2Y，A2Z）。
S4：根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机12与主观测设备11之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备11的姿态角。
校准相机12与主观测设备11之间的初始相对姿态关系已事先标定。如果校准转台17和观测转台18不转动，则校准相机12与主观测设备11之间的初始相对姿态关系即为校准相机12与主观测设备11之间的相对姿态关系。如果校准转台17和/或观测转台18转动，则需要先根据校准相机12与主观测设备11之间的初始相对姿态关系、校准转台17的旋转角度、观测转台18的旋转角度，获得校准相机12与主观测设备11之间的相对姿态关系。
校准相机12与主观测设备11之间相对姿态旋转矩阵R2-1，通过姿态旋转矩阵R2（A2X，A2Y，A2Z）和校准相机12与主观测设备11之间相对姿态旋转矩阵R2-1可计算主观测设备11姿态旋转矩阵R1。R1=R2×R2-1。
根据旋转矩阵与旋转角的关系，解出主观测设备11的姿态角（旋转角）A1X、A1Y、A1Z，即完成对主观测设备11姿态角度的校正。
通过对校准飞行器2的合作标志22成像精确测量和校正飞行观测平台19的俯仰角和滚转角，再引入第一接收机14的数据得到的飞行观测平台19方位角数据（如沿飞行器轴向双卫星天线方法，可精确测量飞行观测平台19方位角和俯仰角，但无法高精度得到滚转角），得到飞行观测平台19姿态，再根据事先标定或经过计算的校准相机12与主观测设备11之间相对姿态关系，实现对主观测设备11姿态角的校正。采用本方案的方法，能够随时校正主观测设备11的姿态角，弥补惯导姿态角度漂移误差对观测精度的影响。同时在校正时不需要用到地面特征，对地面场景无要求。
作为本发明的第三个实施方式，提供一种飞行观测平台测量待测目标的方法，采用第一个实施方式的观测飞行系统1或第一个实施方式中提到的飞行观测平台的自校准的测量系统。
飞行观测平台测量待测目标的方法包括如下步骤：
采用第二个实施方式的飞行观测平台姿态参数校准方法得到主观测设备11姿态角，根据姿态角校准主观测设备的姿态；
从第一接收机21中得到飞行观测平台19的定位信号；
根据定位信号校准主观测设备11。
使用主观测设备11对待测目标3进行测量，得到待测目标的3三维坐标。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种飞行观测平台姿态参数校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
校准飞行器包括用于接收定位信号的第二接收机、设置在校准飞行器外表面的合作标志和与飞行观测平台通讯的第二无线通信设备，合作标志和第二接收机之间的位置关系已标定；所述合作标志为一个；
飞行观测平台包括主观测设备、校准相机、用于接收定位信号的第一接收机和与校准飞行器通讯的第一无线通信设备；主观测设备和校准相机均固定在飞行观测平台上，校准相机与主观测设备之间的相对位置和初始相对姿态关系已标定，主观测设备用于测量待测目标；
校准相机对校准飞行器成像并在图像中提取合作标志；
根据第二接收机的定位、合作标志与第二接收机之间的位置关系，得到合作标志的定位；
根据飞行观测平台的定位、合作标志的定位以及合作标志在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；所述校准相机姿态旋转矩阵包括校准相机第一旋转角、校准相机第二旋转角和校准相机第三旋转角，该校准相机第一旋转角等于飞行观测平台的俯仰角，该校准相机第二旋转角等于飞行观测平台的滚转角，该校准相机第三旋转角等于飞行观测平台的方位角；
根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备的姿态角。
2.根据权利要求1所述的飞行观测平台姿态参数校准方法，其特征在于，所述第一接收机采用卫星定位接收天线；所述第二接收机采用卫星定位接收天线。
3.根据权利要求1所述的飞行观测平台姿态参数校准方法，其特征在于，所述飞行观测平台的俯仰角的计算方法采用公式(1)：
Figure FDA0004177246020000011
其中，A2X表示飞行观测平台的俯仰角，校准相机的光心坐标为(X0，Y0，Z0)，校准相机的焦距为f，校准相机的像元尺寸为(dx，dy)，校准相机的像面上光心坐标为(xc，yc)，校准相机的像面上合作标志的像点坐标为(x，y)，合作标志的定位坐标为(X，Y，Z)。
4.根据权利要求1所述的飞行观测平台姿态参数校准方法，其特征在于，所述飞行观测平台的滚转角的计算方法采用公式(2)：
Figure FDA0004177246020000021
其中，A2Y表示飞行观测平台的滚转角，校准相机的光心坐标为(X0，Y0，Z0)，校准相机的焦距为f，校准相机的像元尺寸为(dx，dy)，校准相机的像面上光心坐标为(xc，yc)，校准相机的像面上合作标志的像点坐标为(x，y)，合作标志的定位坐标为(X，Y，Z)。
5.根据权利要求1所述的飞行观测平台姿态参数校准方法，其特征在于，所述飞行观测平台还包括校准转台和观测转台；所述校准转台与校准相机固定连接，用于使校准相机旋转；所述观测转台与主观测设备固定连接，用于使主观测设备旋转；
校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系根据初始相对姿态关系及校准相机的旋转角度、主观测设备的旋转角度得到。
6.一种飞行观测平台测量待测目标的方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用权利要求1-5中任一项所述的方法校准主观测设备；
使用主观测设备对待测目标进行测量。
7.一种飞行观测平台姿态参数校准装置，其特征在于，主观测设备固定在飞行观测平台上并用于测量待测目标，其特征在于，该校准装置包括：
校准相机，固定在飞行观测平台上，用于拍摄校准飞行器；
固连装置，与主观测设备、校准相机固定连接；
校准飞行器，包括用于接收定位信号的第二接收机、设置在校准飞行器外表面的合作标志和与飞行观测平台通讯的第二无线通信设备，合作标志和第二接收机之间的位置关系已标定；所述合作标志为一个；
第一接收机，用于接收飞行观测平台的定位信号；
第一无线通信设备，用于与校准飞行器通讯；
姿态参数计算模块，与校准相机、第一接收机、第一无线通信设备连接，用于根据第二接收机的定位、合作标志与第二接收机之间的位置关系，得到合作标志的定位；根据飞行观测平台的定位、合作标志的定位以及合作标志在图像中的位置得到校准相机姿态旋转矩阵；根据校准相机姿态旋转矩阵、校准相机与主观测设备之间的相对姿态关系，得到主观测设备姿态旋转矩阵，分解出主观测设备的姿态角；所述校准相机姿态旋转矩阵包括校准相机第一旋转角、校准相机第二旋转角和校准相机第三旋转角，该校准相机第一旋转角等于飞行观测平台的俯仰角，该校准相机第二旋转角等于飞行观测平台的滚转角，该校准相机第三旋转角等于飞行观测平台的方位角。
8.一种飞行观测平台的自校准的测量系统，其特征在于，包括权利要求7所述的飞行观测平台姿态参数校准装置和主观测设备；
该主观测设备与姿态参数计算模块连接，用于根据主观测设备的姿态角校准主观测设备并测量待测目标。
9.一种观测飞行系统，其特征在于，包括：
权利要求8所述的测量系统及飞行观测平台；
该测量系统设置在飞行观测平台上；
该飞行观测平台可在空中飞行。
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