[发明专利]顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法及系统

说明书

本发明公开了一种顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法及系统，包括：S100利用敏捷光学卫星获取交叉影像对；S200构建在轨几何定标模型；S300根据在轨几何定标模型构建平差模型；对在轨几何定标模型进行线性化处理，获得交叉影像对中同名像点的误差方程；S400分步解算内定标参数和姿态参数，解算内定标参数时，设定当前定向片的姿态参数为真值；解算姿态参数时，设定当前内定标参数为真值。本发明利用卫星敏捷能力获取的交叉影像对，在无需地面定标场参考数据的情况下，实现了高精度标定，解决了传统方法中存在的精度不高的问题，且更具时效性。

技术领域

本发明属于遥感影像处理技术领域，具体涉及一种顾及姿态校正的敏捷光学卫星无场地几何标定方法及系统。

背景技术

在轨几何标定是光学卫星几何预处理的一个重要环节，是提高影像直接几何定位精度，改善影像之间的相对几何畸变的有效手段。在轨几何标定一般在卫星成功在轨运行后的几个月之内完成，通过采用高精度的地面参考数据来对影响影像几何精度的参数进行标定。然而随着光学影像的地面分辨率的提高，传统的基于地面定标场的在轨几何标定方法由于定标参考数据固有的精度限制以及异源影像之间的匹配精度的限制，已经不能满足亚米级的光学卫星的标定精度需求，此外地面定标场的建设、更新、维护的费用都间接的提高了传统的基于几何定标场的在轨几何标定方法的成本，并且由于几何定标场的位置是固定的，因此使用传统方法进行标定还受天气等因素的影响，在时效性上进一步受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种精度更高且更具时效性的、顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供的一种顾及姿态校正的光学卫星无场地几何标定方法，包括步骤：

S100利用敏捷光学卫星获取同一地区的推扫成像影像和摆扫成像影像，即交叉影像对；

S200将敏捷光学卫星的内定标模型和摆扫影像的定向片姿态模型引入到严格几何成像模型，构建在轨几何定标模型；

S300根据在轨几何定标模型构建平差模型；对在轨几何定标模型进行线性化处理，获得交叉影像对中同名像点的误差方程；

S400解算内定标参数，本步骤进一步包括：

S410将当前姿态参数视为真值，内定标参数视为待解算参数，基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标，根据平差模型和误差方程，采用最小二乘法迭代解算内定标参数改正向量，采用内定标参数改正向量更新内定标参数；

S420将当前内定标参数视为真值，姿态参数视为待解算参数，基于交叉影像对中同名像点的物方平面坐标，根据平差模型和误差方程，采用最小二乘法迭代解算姿态参数改正向量，采用姿态参数改正向量更新姿态参数；

S430交替执行步骤S410和步骤S420，直至当前最新的内定标参数改正向量中各改正数均小于预设阈值；

所述当前姿态参数初值为星上下传的姿态，所述当前内定标参数初值为实验室检校值，所述同名像点的物方平面坐标采用前方交会法确定。

进一步的，所述内定标模型采用基于多阶多项式的探元指向角模型。

进一步的，所述定向片姿态模型采用多阶拉格朗日模型。

进一步的，所述在轨几何定标模型为：

其中：

(ψ_x(s)，ψ_y(s))表示构建的内定标模型，s表示探元编号；

(pitch_t,roll_t,yaw_t)表示构建的定向片姿态模型，即成像时刻t定向片的姿态；