[发明专利]基于像元类地模型的全屏像点地理坐标定位方法

摘要

本发明公开了一种基于像元类地模型的全屏像点地理坐标定位方法。该方法具体步骤为：首先计算航摄区域对应图像的像元分辨率；并根据基准点和目标点的像面坐标以及航摄方位角，计算基准点与目标点在纬线和经线方向上的地面距离；然后根据地球海表面椭球模型下基准点处的子午圈和卯酉圈的曲率半径，计算经过基准点的等效地球海表面椭球模型下基准点处的子午圈和卯酉圈的曲率半径；最后根据目标点和基准点的相对位置关系，解算每一个像素点对应地面目标点的经纬度。本发明不需要复杂的坐标系误差标校，而且非垂直下视航摄定位，可以对更远距离或无法直抵区域的目标进行定位；另外，本发明能够一次性对像面内的所有目标点进行定位，目标定位更高效。

主权项

1.一种基于像元类地模型的全屏像点地理坐标定位方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：控制机载光电系统，使光电系统指向待定位多个地面目标所在的地面区域，并对当前光电系统视场内的地面目标区域进行成像；步骤2：以像面中心为坐标原点建立像面坐标系(i，j)，然后计算当前航摄条件下，计算航拍的目标区域图像每一个像元在俯仰向和方位向上的像元分辨率GRD_j和GRD_i：其中ΔH＝H_b‑h_c为载机相对地面高度，e为航摄相机像元尺寸，f’为航摄相机焦距；载机海拔高度为H_b，目标区域基准点海拔高度为h_c，载机惯导测量的影像外方位元素俯仰角为横滚角为，m和n分别为航摄相机方位向和俯仰向的像元个数；步骤3：将以像面中心为坐标原点的像面坐标系下的像元分辨率GRD(i，j)转换到以像面左上角为原点的像面坐标系下的像元分辨率GRD’(i，j)：步骤4：根据基准点像面坐标(i_c,j_c)和目标点像面坐标(i_T,j_T)，以及载机惯导测量的影像外方位元素方位角κ，分别计算基准点与每一个像素点对应地面目标点在纬线方向和经线方向上的地面距离：步骤5：根据基准点的经度L_c和纬度B_c，在地球海表面椭球数学模型下，利用地球椭球理论分别求解基准点处子午圈和卯酉圈的曲率半径：其中，R_e为地球长半轴，R_p为地球短半轴，ε为地球椭球的第一偏心率：步骤6：在地球海表面椭球数学模型下，将基准点的地理坐标(L_c，B_c，h_c)转化到地心坐标(x_c，y_c，z_c)，即：步骤7：将基准点的地心坐标代入经过基准点且与原地球椭球模型具有相同偏心率的地球椭球方程计算等效后的地球海表面椭球数学模型下地球长轴半径和短轴半径：步骤8：在等效后的地球海表面椭球数学模型下，根据椭球理论，分别计算基准点处子午圈和卯酉圈的曲率半径：步骤9：由基准点的经度L_c和纬度B_c，根据目标点和基准点在经线和纬线方向上的相对位置关系，计算每一个像素点对应地面目标点的经纬度：。