[发明专利]一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法

说明书

本发明涉及一种相机的几何定标方法，特别涉及一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，属于航空航天领域。一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，采用顾及误差时间特性的偏置矩阵模型，利用控制点基于最小二乘原理解求未知数，实现面阵相机的高精度外方位元素定标。本发明基于高精度配准控制点实现卫星面阵相机几何定标，避免系统误差对视频卫星几何定位精度的影响，提升卫星几何定位精度，对保障卫星在动态观测领域的应用效果具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种相机的几何定标方法，特别涉及一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，属于航空航天领域。

背景技术

在建立成像几何模型的过程中，影像外方位元素的准确性将直接影响模型的精度。外定向过程是由相机坐标系下探元指向恢复其在地心地固坐标系下的指向。高精度几何检校是保障卫星几何质量的关键技术，该技术利用地面控制数据消除星上成像系统误差，提升影像几何定位精度。高精度几何检校是实现卫星高精度定位的关键环节，也是卫星探测和消除高频误差的基础。目前，国外研究的都是利用几何定标场控制数据实现高精度几何定标。2011年法国发射Pleiades卫星后，CNES的研究人员利用该卫星的高敏捷成像能力，提出了不依赖于几何定标场的系列自检校方法，在不依赖外部高精度控制数据的条件下实现了系统误差的消除补偿，并得到了不逊于常规定标场方法的定标精度。然而，该方法的实现，依赖Pleiades卫星的高敏捷、高稳定性。国内对线阵推扫光学卫星的在轨几何检校研究起步较晚，如，徐建艳等人提出了利用偏移矩阵补偿CBERS卫星系统误差；张过等人分析了不同姿态角对几何定位的影响，提出了利用不同成像条件影像分别求解偏置矩阵角度的方法；刘楚斌等人研究了ALOS PRISM影像的姿态系统误差补偿，利用1个控制点改正姿态角常差等。以上方法实现了姿态系统误差补偿，对提升卫星影像的系统定位精度有一定效果，但是精度不高，且无法考虑由于平台稳定性不够以及陀螺漂移对姿态确定精度的影响。

因此研究星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，提出常量偏置矩阵模型和顾及误差时间特性的偏置矩阵模型，以解决系统误差对卫星几何定位精度的影响问题，提升卫星几何定位精度，对保障卫星在动态观测领域的应用效果具有十分重要的意义。

发明内容

本发的目的是提供一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，该方法基于高精度配准控制点实现卫星面阵相机几何定标，避免系统误差对视频卫星几何定位精度的影响，提升卫星几何定位精度，对保障卫星在动态观测领域的应用效果具有十分重要的意义。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，采用顾及误差时间特性的偏置矩阵模型，利用控制点基于最小二乘原理解求未知数，实现面阵相机的高精度外方位元素定标。

一种星载推扫式光学传感器外方位元素定标方法，包括如下步骤：

步骤1，控制点量测。

遥感卫星应用需要控制点。采用控制点影像库的卫星遥感影像控制点的半自动选取技术，准确而又快速地量测出控制点，且能够保证控制点影像量测的精度；半自动选取技术主要包括控制点影像库的建立与应用。

步骤1.1，建立控制点数据库。

建立地面控制点影像库首先需要在地面应用系统的数据库中创建有关地面控制点列表(TABLE)，然后通过提取地面控制点，将有关控制点的信息存入数据库中，地面控制点影像库表结构如表1。

表1地面控制点影像库表结构