[发明专利]基于法方程快速构建的超大规模区域网平差方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于遥感影像处理领域，涉及一种基于法方程快速构建的超大规模光学卫星影像区域网平差技术方案。

背景技术

在光学卫星遥感影像区域网平差时，一般根据误差方程式的系数矩阵构建法方程式，而面对具有万景以上影像、百万个连接点的超大规模区域网平差时，法方程的系数矩阵高达百万阶，再根据误差方式系数矩阵经过转置求逆等运算构建法方程不但矩阵的组织存储会占用大量空间，矩阵运算所需的内存开销也是无法满足的，即使在计算中采用消元的方式约掉一类未知数，其改化法方程系数矩阵仍高达十万阶，且计算改化法方程系数矩阵时仍存在百万阶矩阵求逆等运算，因此根据这种方法建立法方程是不可能实现的，因此影响了平差效率。

发明内容

本发明针对超大规模区域网平差的解算问题，提出一种区域网平差法方程的快速构建方法。

本发明的技术方案提供一种基于法方程快速构建的超大规模区域网平差方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，进行连接点匹配与虚拟控制点的生成，所述虚拟控制点的生成，包括对每景待平差影像在影像像平面上均匀划分规则格网，对每个格网中心像点，利用该影像初始RPC模型，通过前方交会在物方局部任一高程基准面上交会得到一物方点，像点与物方点构成一个虚拟控制点，得到每景影像相应的一组虚拟控制点；

步骤2，基于影像RPC模型构建误差方程，包括对所有连接点像点和控制点像点分别构建观测误差方程；

步骤3，改化法方程的建立，包括根据最小二乘平差原理进行法化得到法方程；采用消元改化法方程的策略来进行平差解算，先消去连接点坐标，构建仅包含附加模型参数的改化法方程并简化；

步骤4，进行基于逐点法化改化的改化法方程系数矩阵的快速填充，实现如下，

设超大规模的区域网中的光学卫星影像数量为m，则改化法方程阶数为6m，

建立一个6m×6m的矩阵M作为改化法方程系数矩阵以及一个大小为6m的向量W；

根据连接点信息查找该连接点所在影像，根据影像的RPC参数建立误差方程；

建立改化后法方程；

将改化法方程的系数矩阵以及常数向量进行累计填充；

步骤5，进行基于最小二乘的平差解算。

而且，所述改化法方程形式如下，

[A^TA-A^TB(B^TB)^-1B^TA]x＝A^TL-A^TB(B^TB)^-1B^TL

其中，A、B则分别为对应未知数的偏导数系数矩阵，L为相应的常向量，x代表各景影像RPC像方附加模型参数向量。

本发明相应提供一种基于法方程快速构建的超大规模区域网平差系统，包括以下模块：

第一模块，用于进行连接点匹配与虚拟控制点的生成，所述虚拟控制点的生成，包括对每景待平差影像在影像像平面上均匀划分规则格网，对每个格网中心像点，利用该影像初始RPC模型，通过前方交会在物方局部任一高程基准面上交会得到一物方点，像点与物方点构成一个虚拟控制点，得到每景影像相应的一组虚拟控制点；

第二模块，用于基于影像RPC模型构建误差方程，包括对所有连接点像点和控制点像点分别构建观测误差方程；

第三模块，用于改化法方程的建立，包括根据最小二乘平差原理进行法化得到法方程；采用消元改化法方程的策略来进行平差解算，先消去连接点坐标，构建仅包含附加模型参数的改化法方程并简化；

第四模块，用于进行基于逐点法化改化的改化法方程系数矩阵的快速填充，实现如下，

设超大规模的区域网中的光学卫星影像数量为m，则改化法方程阶数为6m，

建立一个6m×6m的矩阵M作为改化法方程系数矩阵以及一个大小为6m的向量W；

根据连接点信息查找该连接点所在影像，根据影像的RPC参数建立误差方程；

建立改化后法方程；

将改化法方程的系数矩阵以及常数向量进行累计填充；

第五模块，用于进行基于最小二乘的平差解算。

而且，所述改化法方程形式如下，