[发明专利]一种机载IMU视准轴误差检校方法

摘要

本发明方法属于航空遥感几何定位技术领域，涉及一种机载IMU视准轴误差检校方法，建立了IMU视准轴误差检校模型。本发明所述的机载IMU视准轴误差检校方法利用航空影像上存在的大量直线特征进行，左、右像片上同名直线的端点不需要一定是同名点，方法简单易行，毋需布设特定的检校场和地面控制点，能够实现无地面控制的高精度遥感对地目标定位。

主权项

1.一种机载IMU视准轴误差检校方法，其特征在于：根据从航空影像所构成立体像对中提取的若干条同名直线，进行IMU视准轴误差检校；所述立体像对包括具有重叠度的左像片和右像片；同名直线是同一条地面直线在立体像对中左像片和右像片上的投影，所述同名直线为水平直线或铅垂直线；进行IMU视准轴误差检校包括以下步骤，步骤1，建立物方直线与影像外方位角元素之间的关系，得到同名直线端点在立体像对左、右像片上的像空间辅助坐标，计算公式为：，（11），（12）式中，（x₁，y₁），（x₂，y₂）分别为左像片直线上两端点A和B的坐标，（x₃，y₃），（x₄，y₄）分别为右像片同名直线上两端点C和D的坐标，f为获取航空影像的航摄仪主距；左像片直线上两端点A、B的像空间辅助坐标分别为（X₁，Y₁，Z₁），（X₂，Y₂，Z₂），右像片对应同名直线上两端点C、D的像空间辅助坐标分别为（X₃，Y₃，Z₃），（X₄，Y₄，Z₄）； R_L为左像片角元素所构成的旋转矩阵，R_R为右像片角元素所构成的旋转矩阵；将所有同名直线上的端点坐标代入上述公式，得到相应像空间辅助坐标（X₁，Y₁，Z₁）、（X₂，Y₂，Z₂）、（X₃，Y₃，Z₃）和（X₄，Y₄，Z₄）；步骤2，每条地面直线与立体像对中左像片和右像片的投影所构成的两个平面之间存在交线，根据步骤1所得像空间辅助坐标（X₁，Y₁，Z₁）、（X₂，Y₂，Z₂）、（X₃，Y₃，Z₃）和（X₄，Y₄，Z₄）利用以下观测方程计算得到交线的方向（F₁，F₂，F₃）； （10）步骤3，根据IMU测定的像片外方位角元素、IMU视准轴误差角和像片外方位角元素之间的关系，建立起直线检校IMU视准轴误差的数学模型；所述IMU测定的像片外方位角元素、IMU视准轴误差角和像片外方位角元素之间的关系，为以下公式：（1）式中，为像片外方位角元素构成的旋转矩阵，是由IMU直接获取的外方位角元素形成构成的旋转矩阵；是所要求解的IMU视准轴误差构成的旋转矩阵；建立的数学模型为以下公式（13）其中，(F₁₀，F₂₀，F₃₀)为给定视准轴误差初值的情况下计算出来的地面直线的方向初始值；，，分别为F₁₀，F₂₀，F₃₀的改正数；步骤4，通过将步骤2所得各交线的方向（F₁，F₂，F₃）进行线性化，根据式（13）建立3个或以上误差方程；根据最小二乘平差原理，求解IMU视准轴误差参数，求解公式如下（15）其中， B为由观测方程求得的误差方程式系数矩阵，为要求解的视准轴误差，L为常数项。