[发明专利]一种基于旋转大幅宽光学成像的像移分析计算方法

权利要求书

1.一种基于旋转大幅宽光学成像的像移分析方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：

步骤一：旋转成像过程中目标与相机之间的相对运动，主要有四种运动形式：卫星向前飞行、相机旋转扫描、目标随地球自转、卫星俯仰、偏航、横滚姿态变化，分别求解四项运动带来的目标物方移动速度。

步骤二：对四项运动带来的目标物方移动速度分别正交分解，得到沿轨方向和垂轨方向的分量，将沿轨分量和垂轨分量分别进行四项的矢量叠加，即可得到目标物方移动速度的沿轨分量和垂轨分量。

步骤三：求解目标点处在沿轨方向和垂轨方向的地面像元分辨率，目标在物方移动速度与地面像元分辨率的比值就是目标点的像移速度，以单位时间内发生位移的像元数目计。

2.根据权利要求1所述的一种基于旋转扫描大幅宽成像的像移分析方法，其特征在于：所述步骤一中，假设地面目标静止，卫星轨道运动带来的物方目标相对相机偏移速度方向沿卫星轨道飞行的相反方向。其中G为万有引力常量，M为地球质量，R_e为地球半径，卫星轨道半径R_sat＝R_e+H，H为卫星轨道高度。

3.根据权利要求1所述的一种基于旋转扫描大幅宽成像的像移分析方法，其特征在于：所述步骤一中，相机旋转运动带来的物方目标相对相机偏移速度V₂＝ωR，方向沿扫描圆弧切向的相反方向。其中ω为相机旋转角速度，扫描半径R＝Lsinα，ɑ为相机側摆安装角，L为相机投影中心到相机光轴与地面交点的距离

4.根据权利要求1所述的一种基于旋转扫描大幅宽成像的像移分析方法，其特征在于：所述步骤一中，地球自转带来的物方目标相对相机偏移速度V₃＝ω_eR_e，方向沿地球自转方向，其中ω_e为地球自转角速度。

5.根据权利要求1所述的一种基于旋转扫描大幅宽成像的像移分析方法，其特征在于：所述步骤一中，卫星姿态变化带来的目标相对相机运动速度V_pitch、V_roll、V_yaw分别为卫星姿态俯仰、横滚、偏航三种姿态带来的目标相对相机运动速度，方向分别为沿轨道方向、垂直于轨道方向、沿旋转扫描切向方向。其中，Φ'_pitch、Φ'_roll、Φ'_yaw分别为卫星姿态俯仰角速度、横滚角速度、偏航角速度。

V_pitch＝Φ′_pitchL

V_roll＝Φ′_rollL

V_yaw＝Φ′_yawR。

6.根据权利要求1，2所述的一种基于旋转扫描大幅宽成像的像移分析方法，其特征在于：所述步骤二中，对四项运动带来目标物方移动速度的沿轨分量和垂轨分量分别进行矢量叠加，即可得到目标物方移动速度的沿轨分量V_t和垂轨分量V_r，其中i₀为轨赤交角。

V_t＝V₁cosωt+(V_pitchcosωt+V_rollsinωt+V_yaw)+V₃·+V₄cosi₀cosωt+V₄sini₀sinωt

V_r＝V₁sinωt+(V_pitchsinωt+V_rollcosωt+0)+0+V₄cosi₀sinωt+V₄sini₀cosωt 。