[发明专利]一种航空遥感集成系统检校方法

说明书

 

技术领域：

本发明涉及航空遥感集成系统，具体涉及一种航空遥感集成系统检校方法。

背景技术：

航空遥感集成系统的精度不仅受数字航测相机、LIDAR、POS与惯性稳定平台等核心部件精度的影响，更取决于集成系统中多传感器时空参数和动态变化模型的准确性。目前国内没有高精度的空对地和地对地检校场，多传感器时空参考和飞行环境的复杂性导致遥感集成系统的时空参考和转换参数难以精确确定，使多传感器组合高精度检校成为本课题的关键技术难题。

轻小型航空遥感系统主要由轻小型航空器、遥感载荷、POS与稳定平台、地面数据处理系统等几部分组成。虽然遥感载荷、POS与稳定平台和各个功能部分都经过严格的检校调试，但是作为一个系统总体仍然需要调试检校。一方面，通过系统地面总体联调，验证系统的功能与可靠性。另一方面，通过地面校准设备使得各个功能模块的空间基准和时间基准得到统一，这是系统进行飞行试验的前提。

为了保证轻小型航空遥感系统的整个运行过程包括从数据的获取到存储处理整个链路的贯通，以及整个系统稳定可靠运转，大量的系统测试工作是非常重要的，内容主要包括测试方案的制定，分系统地面独立测试、多系统地面联测、飞行实测、应用项目检验，具体测试除了逻辑连接、遥感功能实现、电能供给、电磁屏蔽等方面外，还应包括温度、湿度、气压等环境适应性指标以及安全性、可靠性、耐久性指标检测。

我国在传统航空遥感影像获取领域的大量仪器长期依赖国外进口，追究其原因有二：一是这些仪器技术难度很高，而且发展很快，我国技术差距较大；二是这些仪器所面向的传统领域市场已被外国厂商垄断控制，我国产品突破很难。近几年我国买进相当数量的航空数码相机和LIDAR系统，其购买量达世界市场总销售量的四分之一左右。

高精度轻小型航空遥感系统是遥感领域的重要组成部分，也是遥感技术的重要发展趋势。高精度POS与稳定平台、轻小型遥感载荷以及高效海量数据快速处理是研制高精度轻小型航空遥感系统的关键。其中高精度POS与稳定平台是核心的技术瓶颈，正因为POS与稳定平台对遥感系统的核心作用，所以尽管该技术在发达国家已经相对成熟，但我国受到技术封锁和产品禁运。我国尚未对高性能POS与稳定平台进行系统研制，仅在机载中高精度POS方面进行了初步尝试。目前对系统核心部件及组合系统的检校技术及方法还处在试验阶段。

发明内容：

本发明的目的是提供一种航空遥感集成系统检校方法，它能实现对航空遥感集成系统的高精度检测及校准。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采取以下技术方案：在高精度的相机检校以及组合导航数据解算的基础上，进行高精度系统航空遥感集成系统检校，检校方法如下：

1、利用POS记录姿态信息经转换得到影像直接地理定位外方位元素初值、单片后方交会方法获取外方位元素作为真值，解算外方位元素；

2、采用基于POS的位置姿态参数和基于GPS辅助空三的外方位元素交互验证的方法对多传感器数据进行检核；

3、利用POS记录姿态信息经转换得到影像直接地理定位外方位元素、及直接利用控制点绝对定向，均匀采集检校场外业检查点，进行验证。

具体步骤如下：

第一步：在航空遥感集成系统检校场检校装置上装载集成系统，模拟多种飞行姿态，获取集成系统检校数据，包括POS获取姿态数据、影像数据（或激光LIDAR数据）、GPS数据；

第二步：应用野外控制点地理数据，采用单片后方交会法求取影像外方位元素值，作为真值；

第三步：解算Pos姿态到像片外方位元素转换需要的偏心角和线元素偏移值；

第四步：组合导航外方位元素和后方交会外方位元素之差进行测量平差，计算的残差和中误差；

第五步：用空三方法解算外方位元素；

第六步：用直接控制点定向方法解算外方位元素；

第七步：通过一至六步数据确定系统外方位元素改正参数值。

本发明一般来说影响DG精度的因素可归纳为三个方面：相机自身检校精度，由Pos姿态到像片外方位元素转换解算精度即系统检校精度，组合导航解算的精度。在实现高精度的相机检校以及组合导航数据解算的基础上，采用三种方法获得的外方为元素在JX-4G立体测图下安置外方位值，建立立体相对，采集控制点（检查点）坐标，进行点位精度比较验证。