[发明专利]静止气象卫星成像仪视线与遥感图像的映射方法

说明书

本发明公开了一种静止气象卫星成像仪视线与遥感图像的映射方法，将用转角坐标描述的成像仪视线映射到内部光路准直，不存在畸变和失配的静止气象卫星成像仪所成的成像仪图像坐标中，从而得到成像仪视线与图像的对应关系，完成成像仪转角坐标到成像仪图像坐标的映射关系的计算分析；所述的静止气象卫星成像仪安装在静止轨道三轴稳定卫星平台上，通过二维扫描机构的旋转运动来往复移动视线，实现对地球的成像覆盖。本发明可用于静止气象卫星地面应用系统的数据处理。

技术领域

本发明涉及一种静止遥感卫星成像仪地球固定网格映射方法，具体地说是一种静止气象卫星成像仪视线与遥感图像的映射方法。

背景技术

静止遥感卫星利用扫描式成像仪感知地球表面物体的辐射信息，可以用于地图测绘、天气诊断、灾害监测，以及生成其他定性、定量遥感产品。静止气象卫星成像仪生成L1级数据时，需要将各扫描角度视线采集到的遥感信息转换为图像内容，需要将遥感数据中的转角坐标转换为图像坐标。目前，各国静止气象卫星在生成L1数据时均需要对固定网格进行处理。

气象卫星协调组(Coordination Group of Meteorological Satellites，缩写为CGMS)在其2013年发布的《通信传输数据全球规范》(LRIT/HRIT Global Specification)[1]中描述了地理坐标与卫星扫描角之间的投影关系。其固定网格描述为成像仪扫描角坐标；地表特征目标选用了海岸线；计算地表目标在地心地固系中的位置时采用WGS84椭球模型代表地球表面。

欧洲气象卫星组织2015年公布了正在研制的MTG卫星主载荷FCI的数据集用户指南[2]。其中，对地理坐标投影的描述与文献[1]一致。

美国Harris公司2015年公布了美国新一代静止气象卫星GOES-R的主载荷ABI的产品定义与用户手册[3]。文中描述了地理坐标到固定网格南北/东西角之间的映射关系。其固定网格描述为成像仪扫描角坐标；地表特征目标选用了海岸线；计算地表目标在地心地固系中的位置时采用WGS84椭球模型代表地球表面。

针对中国风云二号静止气象卫星成像仪图像定位的论文[4]中描述了地球表面物体与自旋卫星扫描成像的对应关系，但未给出固定网格的定义和推导过程。

文献[5]中采用定义卫星、地球和成像仪相关坐标系的方法描述地球表面物体与三轴稳定静止气象卫星成像仪坐标之间的关系，并在这种关系的基础上分析了各种姿态误差对成像结果的影响，以及基于卡尔曼滤波对误差进行处理的方法。

综上，当前各国对静止气象卫星固定网格存在的缺陷主要为：未建立从成像仪扫描镜转角到图像坐标的投影关系，也未建立从地理坐标到图像坐标的投影关系。以至于L1级数据产品仍需要进行角度坐标到图像坐标的转换处理。

[1]EUMETSAT.Coordination Group for Meteorological Satellite LRIT/HRITGlobal Specification.Issue 2.8.Oct,2013

[2]EUMETSAT.FCI L1 Dataset User Guide[FCIL1DUG][R/OL].EUM/MTG/USR/13/719113.Darmstadt:EUMETSAT,2015[2017-03-26].

[3]Harris Corporation.Product Definition and Users’Guide(PUG)Volume5:Level2+Products[R/OL].DCN 7035538,Revision D.Florida:Harris Corporation,2015.[2017-03-26].