[发明专利]一种星载光学相机-激光测距仪组合系统联合检校方法

说明书

本发明公开了一种星载光学相机‑激光测距仪组合系统联合检校平差方法。该方法利用星载光学相机‑激光测距仪组合系统的内部结构几何关系，构建星载光学相机和星载激光测距仪之间的几何关联，建立基于光学立体影像观测方程和激光测距观测方程的联合检校平差模型，可同时实现光学相机内方位元素、激光测距仪与光学相机之间相对定向元素的高精度估求，并自动补偿系统误差影响，从而充分发挥组合系统在对地目标三维定位中的优势。

技术领域

本发明涉及光学测绘卫星数据几何处理技术领域，特别涉及一种星载光学相机-激光测距仪组合系统联合检校方法，应用于卫星摄影测量系统的在轨几何检校及对地目标定位。

背景技术

近年来，我国卫星遥感测绘技术能力快速发展，但与国际先进水平相比仍存在差距。在目前国产卫星载荷研制能力基础上，通过设计不同功能载荷的组合系统，利用数据后处理技术进行目标地理信息的高精度提取，达到降低硬件研制难度、缩短研制周期、同时满足应用需求的目的，是进一步提高我国卫星测绘技术水平的可行途径。

在各种遥感测绘技术中，基于光学相机立体影像的交会定位技术应用最广，激光测距定位技术也正迅速发展。由于两种技术在对地目标的平面和高程定位精度方面各有优势，在卫星观测系统中同时配置光学立体相机和多波束激光测距仪以实现高精度定位，已成为测绘卫星工程重要的技术发展方向之一。现有技术中，以国产1∶1万摄影测量卫星工程有效载荷配置设计为基础，分析了光学测绘卫星中影响定位精度的误差源，提出了激光测距数据辅助两线阵卫星影像处理的若干思路，并进行了模拟仿真试验。试验结果表明：利用激光测距数据参与两线阵影像光束法平差，能有效改善航线模型系统变形，并保持较小的上下视差，可满足卫星影像无地面控制点条件下1∶1万高精度定位要求。

尽管星载光学相机-激光测距仪组合系统在对地目标精确定位中有很好的应用潜力，但组合系统的数据处理方法仍有待改进：

(1)目前常规的组合系统对地定位方法，是将激光测距仪按距离定位原理测得的地面点作为高程控制点，将其高程坐标作为已知值或带权观测值参与平差，以整体上提高对地目标定位的高程精度。这种方法具有简单易用的优点，但由于高程坐标并非直接观测值，而是距离观测值的函数，由其构造的函数模型理论上不够严密，精度有限。

(2)另一种较为严密的平差方法，是将距离观测值表示为地面点与相机成像中心的距离函数，从而构造相应的观测方程，并与摄影测量观测方程进行联合平差。但该距离观测方程与相机的外方位角元素无关，光学相机与激光测距仪的数据关联度弱，存在一定不足。

特别需要注意的是，如果在实际数据处理中不能消除组合系统内部的系统误差，不仅无法提高实际定位精度，反而使定位精度受到严重的损害，甚至低于通过单一技术手段所取得的定位精度，以致无法体现系统组合定位的优势。因此，需要一种高精度的星载光学相机-激光测距仪组合系统联合检校方法，这对于发挥该组合系统测绘效能具有重要意义。

发明内容

为此，本发明提出一种星载光学相机-激光测距仪组合系统联合检校方法，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。

本发明提供了一种星载光学相机-激光测距仪组合系统联合检校平差方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1，获取星载光学相机影像序列并对所述星载光学相机影像序列进行量测，以得到地面控制点的像点坐标和重叠影像上的特征同名像点坐标，其中，所述星载光学相机影像序列是具有一定重叠度的星载光学相机影像序列；