[发明专利]基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差消除方法

说明书

本发明涉及一种基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差探测方法，属于航空航天领域。该方法通过分析TDICCD器件使当前高分辨率对地光学卫星的主流成像器件，分析得出在利用全球SRTM‑DEM数据获取高程的前提下，平行观测中的同名交会误差可能是由成像几何参数中的高频误差和内方位元素误差造成，并提出内方位元素误差属于较为稳定的系统误差，在一段时间内不会发生变化或者变化不显著，可通过在轨检校消除。通过对平行观测中同名点的提取，计算同名点交会误差，实现高精度的在轨检校，精确恢复相机内方位元素后建立几何定位模型，在SRTM‑DEM辅助下计算同名点交会误差。对交会误差进行频谱分析，即可探测高频误差的频率、振幅等信息。

技术领域

本发明涉及一种基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差探测方法，属于航空航天领域。

背景技术

在2010年启动实施的高分专项推动下，天绘系列卫星、资源三号卫星及高分系列卫星陆续发射，我国在航天遥感领域取得了系列突破和可喜成果。但时至今日，我国资源系列、遥感系列卫星的大量数据仍然因不具备定位误差的系统性而得不到较好应用，从而造成堆积浪费。保障国产卫星数据应用效果，是真正解决国内遥感数据自主化的关键。

目前，国外研究的对象仅仅针对平台的高频抖动，在抖动的平滑性假设或是正余弦波形描述的条件下从配准误差中恢复高频误差，难以适用于我国现役在轨卫星的高频误差消除。国内现有研究中，没有充分考虑现役光学卫星平台特征，缺乏对高频误差源的完整识别，难以真正应用于现役国产卫星而提升其几何质量。研究高频误差探测及消除，对实现光学卫星几何质量的提升具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高频误差探测方法精度不高的问题，提供一种基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差探测方法，该方法基于全球SRTM-DEM数据和几何检校技术剥离出高程误差、内方位元素误差对平行观测同名点交会误差的影响，并提出基于交会误差的高频误差探测原理及方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差探测方法，通过分析TDICCD器件使当前高分辨率对地光学卫星的主流成像器件，分析得出在利用全球SRTM-DEM数据获取高程的前提下，平行观测中的同名交会误差可能是由成像几何参数中的高频误差和内方位元素误差造成，并提出内方位元素误差属于较为稳定的系统误差，在一段时间内不会发生变化或者变化不显著，可通过在轨检校消除。通过对平行观测中同名点的提取，计算同名点交会误差，实现高精度的在轨检校，精确恢复相机内方位元素后建立几何定位模型，在SRTM-DEM辅助下计算同名点交会误差。对交会误差进行频谱分析，即可探测高频误差的频率、振幅等信息。

基于平行观测的星载推扫式光学传感器高频误差探测方法，包括如下步骤：

步骤1，CCD搭接区特征点配准；

采用几何定位模型，计算相邻CCD线阵重叠像素，以重叠像素数作为同名点搜索的最大窗口，以尽量保障为每一行影像获取同名点，以便探测更高频率的误差；匹配过程基于相关系数测度确定像素级配准点位，进一步基于最小二乘匹配获取子像素级点位。给定CCD1线阵上一点(x₁,y₁)，其同名点(子像素级点位)获取方法如下：

步骤1.1、基于几何定位模型，计算CCD1线阵、CCD2线阵重叠像素数overlap，以该重叠像素数overlap为相关系数配准的最大搜索窗口；

步骤1.2、基于几何定位模型，计算(x₁,y₁)对应的地物坐标(X,Y,Z)，并计算(X,Y,Z)在CCD2线阵上对应的像素坐标