[发明专利]基于FMT的低轨卫星太阳望远镜遥感图像配准方法

说明书

基于FMT的低轨卫星太阳望远镜遥感图像配准方法，属于空间遥感探测领域，包括：获取N幅太阳观测图像形成图像矩阵和时间矩阵；计算卫星平台指向误差E_SN、平台稳定度E_PN和自旋误差R_N；用傅里叶‑梅林算法处理图像矩阵生成x方向平移矩阵X_N、y方向平移矩阵Y_N和z方向旋转矩阵θ_N；计算由E_SN、E_PN和R_N造成的图像x方向平移矩阵X’_N、y方向平移矩阵Y’_N和z方向旋转矩阵θ’_N；计算X_N与X’_N、Y_N与Y’_N、θ_N与θ’_N的相关系数，用最小二乘法计算x方向平移矩阵最优解X_f、y方向平移矩阵最优解Y_f和z方向旋转矩阵最优解θ_f；图像矫正，得到精确的太阳观测图像，能真实准确反映太阳实时动态情况。

技术领域

本发明属于空间遥感探测技术领域，具体涉及一种基于FMT的低轨卫星太阳望远镜遥感图像配准方法。

背景技术

太阳是地球空间环境变化的源头，是进行空间天气预报的首要监控目标，而极紫外与X射线波段能够以最大的灵敏度监控太阳活动变化，提供远比其他波段丰富的信息。将观测仪器搭载到卫星平台，从空间利用短波光学观测研究太阳，逐渐成为国际上观测太阳的主流手段。如美国的Solar Dynamics Observatory(SDO)卫星计划和GeostationaryOperational Environmental Satell ites(GOES)卫星计划，都搭载了极紫外波段仪器来观测太阳。我国亦在研制星载太阳望远镜，旨在填补我国在太阳观测和空间天气预报等领域的空白，观测数据将对太阳研究和空间天气预报具有重要意义。

极紫外星载太阳望远镜的任务和功能是利用太阳辐射的X射线波段和极紫外光线，对太阳实现长期、连续、高时间分辨的全日面和低日冕成像观测，获得太阳高分辨率成像图像，为更准确的空间天气预报提供数据。由于卫星平台存在一定的指向误差和稳定度，以及卫星每轨绕地球运行过程中存在自旋，这些因素将对太阳望远镜成像性能与图像配准精确度造成影响。为了得到精确的太阳观测图像，需要开发消除这些误差的算法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于傅里叶-梅林算法(FMT)的低轨卫星太阳望远镜遥感图像配准方法，实现低轨卫星太阳望远镜遥感探测的太阳X射线与极紫外图像的配准，以得到精确的太阳观测图像。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的基于FMT的低轨卫星太阳望远镜遥感图像配准方法，包括以下步骤：

步骤一、获取N幅太阳观测图像I₁、I₂、…I_N，形成图像矩阵I_N，N幅太阳观测图像I₁、I₂、…I_N对应的时间序列分别为t₁、t₂、…t_N，形成时间矩阵T_N；

步骤二、根据时间矩阵T_N计算卫星平台指向误差E_SN、平台稳定度E_PN和自旋误差R_N；

步骤三、利用傅里叶-梅林算法处理图像矩阵I_N，生成x方向平移矩阵X_N、y方向平移矩阵Y_N和z方向旋转矩阵θ_N；