[发明专利]基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法

权利要求书

1.一种基于图像的行星近景摄影测量相机安装参数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立行星近景摄影测量相机安装参数测量涉及的坐标系，包括：行星探测器本体坐标系、行星探测器基准镜坐标系、相机指向机构基准镜坐标系、相机指向机构偏航零位坐标系、相机指向机构俯仰零位坐标系、左、右相机摄测坐标系；

步骤2，确定安装参数类型；

步骤3，搭建安装参数的测量环境，包括在相机指向机构的关节部位布设标志点；

步骤4，获取解算安装参数所需的观测数据，包括按照预先设定的步进，控制相机指向机构进行偏航、俯仰方向的转动，利用全站仪测量转动前、后相机指向机构关节标志点的三维坐标；

步骤5，解算行星近景摄影测量相机的安装参数。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，相机指向机构偏航零位坐标系与相机指向机构俯仰零位坐标系的其中一个坐标轴指向重合，另外两个坐标轴指向相互平行。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述安装参数类型包括两坐标系之间的偏移矩阵和旋转矩阵，其中，偏移矩阵为两坐标系原点的偏移量，旋转矩阵由一坐标系各轴指向相对于另一坐标系各轴指向的方向余弦构成。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤3包括以下子步骤：

在观测场地中安置行星近景摄影测量相机、全站仪；

在行星近景摄影测量相机前方的地面上布设若干标志牌。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤4包括以下子步骤：

利用行星近景摄影测量相机拍摄相机指向机构转动到规定方向后的标志牌；

利用全站仪分别从两个相互垂直的方向对行星探测器基准镜、相机指向机构基准镜进行自准直；

完成每个方向自准直观测后，利用全站仪测量标志牌的坐标。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤5包括以下子步骤：

利用行星近景摄影测量相机拍摄的立体像对，解算左、右相机拍摄的图像的外方位元素，构建左、右相机摄测坐标系；

利用相机指向机构的关节标志点的三维坐标，拟合相机指向机构偏航轴、俯仰轴的空间指向，解算两轴公垂线，构建相机指向机构偏航零位坐标系和相机指向机构俯仰零位坐标系；

根据基准镜自准直方向的观测结果，构建行星探测器基准镜坐标系和相机指向机构基准镜坐标系；

解算坐标系之间的偏移矩阵和旋转矩阵。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，解算左、右相机拍摄的图像的外方位元素时，采用摄影测量空间后方交会的方法。

8.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，拟合相机指向机构偏航轴、俯仰轴的空间指向时，采用基于标志点三维坐标序列应位于同一个圆上的最小二乘拟合方法。

9.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，行星探测器基准镜坐标系和相机指向机构基准镜坐标系之间的转换基于七参数转换原理，所需控制点坐标为标志牌的观测坐标。