[发明专利]一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法

权利要求书

1.一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法，其特征在于，包括：

S1：利用卫星以相近的姿态角连续两次拍摄同一区域，根据两次下传的轨道、姿态数据以及卫星内方位元素数据建立几何定位模型，其中，几何定标模型包括前次成像影像几何定标模型和后次成像影像几何定标模型；

S2：将前次成像的影像几何定标模型作为经过内方位元素定标后的模型，对后次成像图像进行内方位元素定标；

S3：将卫星后次成像相邻CCD线阵上同名点交于地面同一位置做几何约束，并根据对后次成像图像进行内方位元素定标后的模型，得到内方位元素平差模型；

S4：对两次成像结果进行影像匹配获取预设数量的同名点，根据对后次成像图像进行内方位元素定标后的模型、内方位元素平差模型以及同名点定位一致性的原理，更新内方位元素平差模型的定标参数，当定标参数达到设定的阈值，完成几何交叉定标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括：

根据前次成像时的像点p₀和后次成像时的像点p₁都定位于地面同一位置S的约束，对两次成像建立几何成像模型如下：

式1的上部分为前次成像影像几何定标模型，下部分为后次成像影像几何定标模型，(XY Z)^T表示S点的地面坐标，为前次成像时卫星GPS测量的WGS84坐标系下的位置矢量，为后次成像时卫星GPS测量的WGS84坐标系下的位置矢量，表示相机坐标系与卫星本体坐标系的转换矩阵，表示卫星本体坐标系与J2000坐标系的转换矩阵，表示J2000坐标系与WGS84坐标系的转换矩阵，m_A表示前次成像时卫星的成像比例，m_B表示后次成像时卫星的成像比例，(ψ_x,ψ_y)为探元指向角，是相机内方位元素的综合表示。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S2包括：

S2.1：根据前次成像图像得到的内方位元素定标参数，利用参数建立内方位元素模型，如式(2)所示：

其中，(ψ_x,ψ_y)表示探元指向角，是相机内方位元素的综合表示，a_i,b_i为每片CCD的系数，s为影像列；

S2.2：基于式(2)中的内方位元素模型和式(1)对后次成像图像进行内方位元素定标，得到对后次成像图像进行内方位元素定标后的模型，为式(3)：

式3中，R_u、a_i,b_i均为待求参数，i,j≤5，其中：

其中，R_u为正交旋转矩阵，分别绕y轴、x轴、z轴旋转角度ω_u、κ_u后得到。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，S3包括：

S3.1：将卫星后次成像相邻CCD线阵上同名点交于地面同一位置做几何约束，根据式(3)和已知的R_u，将式(3)转化为式(4)的形式：

S3.2：根据式(4)得到内方位元素平差模型，如式(5)所示：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，S4包括：

S4.1：获取卫星后次成像的影像与卫星前次成像进行影像匹配的同名点(x,y)、(x',y')，利用卫星前次成像的影像几何定标模型及预先获取的SRTM-DEM数据计算同名点(x',y')对应的地面坐标(X,Y,Z)，并得到卫星后次成像的影像控制点坐标为(x,y,X,Y,Z)

S4.2：利用步骤S4.1中的控制点坐标(x,y,X,Y,Z)，以式3中的a_i,b_i为已知值，求解式3中的偏置矩阵Ru；

S4.3：以式3中的Ru为已知值，利用步骤S4.1中控制点求解式3中a_i,b_i；

S4.4：采用步骤S4.2中获取的定标参数偏置矩阵Ru和步骤S42.3获取的定标参数a_i,b_i，更新内方位元素平差模型，计算其相邻CCD线阵上的同名点对(x_l,y_l)、(x_r,y_r)对应的地面坐标(X_l,Y_l,Z_l)、(X_r,Y_r,Z_r)，其中高程从SRTM-DEM中获取；令则获得控制点(x_l,y_l,X',Y',Z')、(x_r,y_r,X',Y',Z')；

S4.5：利用步骤S2.4中获得的控制点与步骤2.1中控制点，重新计算式3中的偏置矩阵Ru和a_i,b_i，更新卫星后次成像的定标参数；

S4.6：重复执行步骤S4.3～S4.5，直至前后两次获取的内方位元素定标参数小于设定的阈值；

S4.7：基于S4.6得到的定标参数进行几何交叉定标。