[发明专利]卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法

说明书

本发明公开了卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法，属于光电成像技术领域。为了克服传统测量对地面控制点分布和数量的限制的技术问题，本发明方法包括以下步骤：确定卫星前视成像或后视成像以及卫星正视成像时对同一动态飞行目标在焦平面上的两个不同像点间的相对距离，及两个所述像点相对于相机光心点的夹角；根据投影及三角几何关系推算出动态飞行目标的航行高度；按前述步骤推算下一时刻动态飞行目标的航行高度，实现实时测量航行高度。本方法可以不受地面站测量区域和未知目标的先验知识的限制，实时计算出动态飞行目标的航行高度。消除了计算过程中对地面控制点的依赖，对测量环境具有更多的适应性。

技术领域

本发明涉及光电成像技术领域，具体涉及卫星多视角对动态飞行目标成像计算航行高度的方法。

背景技术

航空摄影测量技术是利用航空飞行器结合结合摄影仪器，以实现高空对地面地形的拍摄从而获取基础地理信息的主要手段。对于光学遥感卫星而言，一个非常重要的功能是准确地获取地面目标的位置信息。传统的航空摄影测量技术离不开对地面控制点的依赖。地面控制点是在地球表面上利用具有已知位置的视觉或其他可检测标记来标记的点，是对卫星遥感影像进行各种几何纠正和地理定位的重要数据源。它的数量、质量和分布等指标直接影响了影像纠正的精确性和可靠性。

而对于动态飞行目标的航行高度的测量来说，一方面由于动态目标飞行方向不确定、相对速度较快，使计算复杂度较大；另一方面，由于受到地面控制点的限制，对于敏感地区的飞行目标无法进行测量。特别是在某些特殊地区如境外、边境等，测绘人员无法达到现场，更不可能获取地面控制点。

发明内容

本发明为了克服传统测量对地面控制点分布和数量的限制的技术问题，提供一种卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法。

卫星对动态飞行目标多视角成像联合计算航行高度的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、前一时刻及同一卫星轨道高度下，一颗卫星用于正视成像，一颗卫星用于前视成像或后视成像；卫星正视成像时动态飞行目标p通过相机光心点形成对应的在焦平面上的第一动态飞行目标像点o′，同时卫星前视成像或后视成像成像倾角为θ时所述动态飞行目标通过相机光心点s形成对应的在焦平面上的第二动态飞行目标像点p′，计算所述第一动态飞行目标像点o′与所述第二动态飞行目标像点p′进行焦平面图像相应叠加后对应的相对距离d；

步骤二、计算前一时刻所述动态飞行目标航行高度；

根据几何关系，计算所述第一动态飞行目标像点o′与所述第二动态飞行目标像点p′相对于所述相机光心点s的夹角α的正切值，用公式表示为:

tanα＝d/f

式中，f为相机焦距；

在所述步骤一中卫星前视成像或后视成像时，构建所述动态飞行目标p、所述相机光心点s、及所述动态飞行目标p在地面的垂直投影o形成的三角形sop，并根据正弦定理、以及三角形三角之和等于180°推算得到所述动态飞行目标的航行高度h用公式表示为：

式中，H为卫星飞行高度；

前一时刻卫星前视成像或后视成像时，L为卫星与所述垂直投影点o之间的距离，

步骤三、后一时刻及同一卫星轨道高度下，一颗卫星用于正视成像，一颗卫星用于前视成像或后视成像；卫星正视成像时动态飞行目标p₁通过相机光心点形成对应的在焦平面上的第一动态飞行目标像点Q′，同时卫星前视成像或后视成像成像倾角为γ时所述动态飞行目标通过相机光心点s形成对应的在焦平面上的第二动态飞行目标像点p₁′，计算所述第一动态飞行目标像点Q′与所述第二动态飞行目标像点p₁′进行焦平面图像相应叠加后对应的相对距离d₁；