[发明专利]一种基于有理函数模型获取卫星严格成像模型参数的方法

说明书

本申请提供了一种基于有理函数模型获取卫星严格成像模型参数的方法和装置；所述方法包括构建RFM有理函数模型；根据所述RFM有理函数模型解算严格成像模型的参数。通过所述方法，可以获取严密成像几何模型的参数，为后期实现基于RPC的卫星影像在轨检校和预先补偿改正，减小卫星影像的系统误差提供了理论依据。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种基于有理函数模型获取卫星严格成像模型参数的方法。

背景技术

航天技术、计算机技术、网络技术、信息处理技术的进步推动遥感对地观测技术不断向前发展，高分辨率测绘卫星系统不断涌现，利用高分辨率遥感卫星进行航天摄影测量具有效率高、覆盖范围大、不受空间管制政策限制的优势，因此高分辨率卫星影像成为获取中小比例尺地理空间信息的重要手段之一。

由于卫星严密成像几何模型的保密性等原因，卫星应用商在元数据中提供有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient，RPC)文件，可以用来直接计算地面点三维坐标，RPC模型的实质就是有理函数(RFM)模型，有利于多源、异构传感器平台，不同地面分辨率卫星影像的统一处理。遗憾的是高分辨率卫星影像的视角很窄，地面地形起伏相对于卫星轨道高度而言也非常小。简单的理解，从500km或者更高的卫星上看地面时，视线几乎平行，而地面几乎是一个平面(球面)。由此导致有理函数模型中的78个RPC参数之间存在很强的相关性，同时由于它们没有几何意义，这种相关性也难以从理论分析上消除。所以有理函数模型包含的78个参数难以在区域网整体平差过程中解算。一般是解算卫星影像的平移、旋转和缩放6个参数，这和实际情况显然是不一致的。

卫星影像的严密成像几何模型用于描述影像与地面之间的严格几何成像关系，其参数(卫星位置、姿态和内方位元素)具有可理解的物理意义，但其形式复杂且与传感器类型相关，出于技术保密其物理参数通常不被提供。因此，为了实现卫星影像在轨检校和预先补偿改正，减小卫星影像的系统误差，需要一种方法用于获取严密成像几何模型的参数。

发明内容

本发明的多个方面提供一种基于有理函数模型获取卫星严格成像模型参数的方法和装置，用于获取严密成像几何模型的参数。

为此，本发明的一个目的在于提供一种基于有理函数模型获取卫星严格成像模型参数的方法；包括：

构建RFM有理函数模型；

根据所述RFM有理函数模型解算严格成像模型的参数。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述构建RFM有理函数模型包括：

获取卫星影像及RPC文件；

利用RPC文件，构建影像像点与对应物方点之间定量关系的RFM模型。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述RFM有理函数模型解算严格成像模型的参数包括：

选择等间距的扫描线并进行标记，获得有效的扫描线，并设置扫描线的最大高程和最小高程；

解算每条扫描线对应的位置参数和姿态参数；

利用所有的扫描线及其对应的位置参数和姿态参数计算内方位元素。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述解算每条扫描线对应的位置参数和姿态参数包括：

在卫星传感器上选取多条光线，根据所述RFM有理函数模型求得所述光线与所述最大高程和最小高程的交点坐标，利用最小二乘法求解当前扫描线对应的位置参数；

结合解算得到的该时刻的位置参数，根据等效本体坐标系计算当前扫描线对应的姿态参数R(t)。