[发明专利]一种机载三线阵CCD相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法

说明书

本发明提供了一种机载三线阵CCD相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法。首先建立了机载三线阵CCD相机的GNSS偏心矢量标定模型和IMU视轴偏心角标定模型；其次设计了循环两步法GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定方案；最后通过实施循环两步法GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角标定方案，获得GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角的稳定可靠标定值。采用该方法可获得机载大视场三线阵CCD相机GNSS偏心矢量和IMU视轴偏心角的稳定标定值，有效去除机载三线阵CCD相机GNSS/IMU观测值中的系统误差，显著提升无控直接定位精度，并有效降低空中三角测量处理对地面控制点的依赖程度。

技术领域

本发明属于摄影测量与遥感测绘技术领域，具体涉及一种机载三线阵CCD相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法。

背景技术

三线阵CCD相机几何关系稳定、影像清晰、三维量测精准、测绘生产效率高，在航空航天遥感方面广泛应用，是目前主流的测绘相机。对三线阵CCD相机进行标定，检校其系统误差是保证数据产品几何定位精度的关键步骤。

星载三线阵CCD相机平台稳定，系统误差单一，标定难度小，其标定技术目前已经非常成熟。我国的“天绘一号”和“资源三号”三线阵CCD立体测绘卫星的数据产品已经投入市场。机载三线阵CCD相机采用飞机作为遥感平台，平台抖动大，系统误差复杂，标定难度大。国内普遍使用国外引进的ADS40/80/100系列相机，采用配套ORIMA软件进行标定和几何处理，处理研究也局限于ORIMA软件处理后的数据产品。关于机载三线阵CCD相机研制和几何处理研究相对滞后，缺乏对机载三线阵CCD相机标定和几何误差处理的深入研究。

GFXJ是在我国高分辨率对地观测系统重大专项支持下自行研制的首台机载大视场三线阵CCD相机。课题组首创性地对我国自主产权机载大视场三线阵CCD相机的相机标定技术展开了深入研究。GFXJ相机采用三线阵推扫方式成像，在航摄过程中可同时从前视、下视、后视三个不同角度对地面目标进行推扫成像，提供3个视角的全色影像与4个波段的多光谱(R，G，B，NIR)影像。每条CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)线阵列达到32756个像元，且为整条CCD而非多片拼接，是目前像元最多的单条线阵CCD。像元大小为5um，相机焦距达到130mm。与ADS系列相机相比，该相机焦距更长，CCD更宽，覆盖范围更广。为了提高影像定位精度，满足1：1000比例尺地形图测制的要求，进一步提高该测绘相机的无控直接定位精度水平和降低空中三角测量处理中对地面控制点的依赖，需要对机载三线阵CCD相机立体测绘中的固有系统误差源进行标定处理。其中，降低机载三线阵CCD相机立体测绘精度，引起影像几何变形的系统误差源主要有两部分：一部分是GNSS天线中心的偏心矢量和IMU视轴偏心角，另一部分是相机镜头、CCD等畸变误差。

发明内容

本发明的目的提供一种机载大视场三线阵CCD相机的循环两步法偏心矢量和视轴偏心角标定方法，可有效去除机载三线阵CCD相机GNSS和IMU观测值中的系统误差，显著提升无控直接定位精度，并有效降低空中三角测量处理对地面控制点的依赖程度。

本发明采用下述技术方案：

一种机载三线阵CCD相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：对于机载三线阵CCD相机影像建立严格成像模型；

所述步骤A包括以下步骤：

A1：将所述严格成像模型中的GNSS/IMU观测数据转换到UTM地图投影坐标系下；

A2：对于机载三线阵CCD相机影像建立以每条扫描行为中心的严格成像模型；