[发明专利]一种机载三线阵CCD相机标定方法

说明书

本发明提供了一种机载三线阵CCD相机标定方法，通过采用机载线阵CCD相机分段标定模型和循环两步法标定方法进行三线阵CCD相机标定，可大幅提高三线阵CCD定位精度、降低相机几何误差，普适性强；且基于CAM标定文件，利用少量控制点进行区域网平差，就可有效消除POS原始观测数据中的误差因素，使得定位精度进一步提高。

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。

本发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机载三线阵CCD相机标定方法，可大幅提高三线阵CCD定位精度、降低相机几何误差，且普适性强。

本发明采用如下技术方案：

一种机载三线阵CCD相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：针对机载三线阵CCD相机影像建立严格成像模型；

S02：对所述机载三线阵CCD相机影像进行基于GPU加速处理的多航线影像匹配，并提取连接点的数据信息；

S03：构建外方位元素平差模型，利用控制点数据和影像匹配获得的连接点数据，构建多航线的区域网，建立所述机载三线阵CCD相机影像的大规模平差区域网，进行空中三角测量处理；

S04：构建所述机载三线阵CCD相机的变形参数模型，并固定所述外方位元素平差模型中的外方位元素值，以每个定向片为采样数据，进行相机变形参数标定，获得所述相机变形参数的标定值；

S05：以分段所述机载三线阵CD相机的所述标定值为基础，计算所述机载三线阵CCD相机的阵列上每一探元的像点坐标(tan(Ψ_x),tan(Ψ_y))、指向角(Ψ_x,Ψ_y)；Ψx是沿轨方向的指向角，Ψy是垂轨方向的指向角；

S06：根据所述探元的所述指向角，重新计算所述控制点和连接点的像平面坐标，并更新所述像平面坐标，重新确定所述平差区域网的平差；