[发明专利]卫星遥感图像配准方法

说明书

本发明提供卫星遥感图像配准方法，包括：步骤一、建立地球固连坐标系，并计算首帧图像各区域中心点在地球固连坐标系的坐标；步骤二、计算后续各帧各区域中心点在地球固连坐标系的坐标；步骤三、根据区域中心点在固连坐标系的坐标，将图像整体转换至地球固连坐标系，对各帧图像重叠区域进行关联，形成配准后的区域。本发明利用建立的遥感图像配准方法仿真计算其在轨图像配准精度的指标满足度，通过对比指标理论分析数据，证明了本方法可以有效提高在轨图像配准精度，满足指标要求，准确率可以保证在95％以上。

技术领域

本发明属卫星图像处理应用领域，特别涉及卫星遥感图像配准方法。

背景技术

对地遥感卫星星载相机的探测器规模随技术发展日益增大，相机在轨对地成像数据量相应增加，对星上和地面的实时处理要求也随之提高。通过对连续多帧图像的配准，可识别图像中的动、静目标。在一定配准精度条件下，可进一步预估图像中动目标的运动轨迹，而动目标的运动轨迹与时间密切相关。因此，遥感图像的高精度快速配准及其有效实施，对于卫星在轨应用效能的充分发挥至关重要。然而现有卫星遥感图像配准方法的精度不够高。

发明内容

本发明解决的问题是现有卫星遥感图像配准方法的精度不够高；为解决所述问题，本发明提供卫星遥感图像配准方法。

本发明提供的卫星遥感图像配准方法，包括：

步骤一、建立地球固连坐标系，并计算首帧图像各区域中心点在地球固连坐标系的坐标；

步骤二、计算后续各帧各区域中心点在地球固连坐标系的坐标；

步骤三、根据区域中心点在固连坐标系的坐标，将图像整体转换至地球固连坐标系，对各帧图像重叠区域进行关联，形成配准后的区域。

进一步，所述步骤一包括：

步骤1.1、根据下传图像包序列，按照行列号接收首帧图像；

步骤1.2、对图像进行等区域分块，根据首帧图像首行实测卫星姿态数据建立地球固连坐标系；

步骤1.3、根据首帧图像对应扫描镜转角位置和卫星姿态计算各区域中心点坐标。

进一步，所述步骤二根据后续各帧图像对应的扫描镜转角位置和卫星姿态计算各区域中心的坐标。

进一步，所述步骤三包括：

步骤3.1、在地球固连坐标系建立对地成像的标称网格；

步骤3.2、将第一帧图像逐元投影至标称网格；

步骤3.3、将其余各帧逐区域逐元投影至标称网络，与首帧图像中对应区域进行配准。

进一步，忽略卫星轨道运动对相邻帧图像缩放影响的情况下，不同帧图像间变换模型描述为V＝RU+T，式中V＝(v_x,v_y)^t是图像f₁(x,y)中的点，U＝(u_x,u_y)^t是图像f₂(x,y)中的点，R＝[cosθ,sinθ；-sinθ,cosθ]是旋转矩阵，θ为两幅图像旋转角，T＝(t_x,t_y)^t是图像之间沿x,y方向上的平移量。

进一步，在投影过程中，通过地球边缘区分地球背景区域和冷空间区域，对地球背景区域进行基于投影图像的配准计算。