[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

说明书

本发明公开了一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法，通过借鉴辐射领域交叉定标的思想，提出了几何交叉检校，通过构建同名点定位一致性约束条件来实现几何定标。本方法采用卫星以非常相近的姿态角对同一地物进行成像或两个同类卫星对同一地物进行成像的方式，生成两次成像结果，建立几何定位模型，采用偏执矩阵消除轨道、姿态误差，采用前一次成像的内方位元素对后一次成像结果进行内定标，根据同名点定位一致性原则多次迭代获取符合要求的定标参数，完成几何交叉定标。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法。

背景技术

在轨几何检校是提升卫星几何定位精度的关键技术。目前，国内外针对几何定标原理方法的研究较为成熟，并已在SPOT、Pleiades、IKONOS、WorldView、ALOS、ZY3等高分卫星上得到了充分验证，但传统方法均是利用高精度几何定标场的控制数据来实现检校，这在实际应用中暴露出如下问题：1)常规几何定标依赖几何定标场的高精度控制数据，无法满足紧急响应的快速高精度几何定位需求；2)以国内实际情况而言，可用高精度几何定标场数量少且几何定标场控制影像数据的生成时间与卫星影像获取时间相隔较远，辐射差异、地物变化会增加定标控制点获取难度，降低几何检校精度。

现有技术中，解决上述问题的已有方法包括：1)建立一定数量、全球覆盖的几何定标场，并及时更新定标场控制影像；2)依靠卫星出色的敏捷机动性能，研究不依赖定标场的高精度几何检校方法。

本申请发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：

其中，方法1)成本高昂，建设周期过长；而方法2)对卫星的敏捷机动性能要求过高，通用性不强。

综上可知，现有技术中的方法由于过于依赖的高精度定标场控制数据的约束，而灵活性不佳的技术问题。

发明内容

本发明提出一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法，用于解决或者至少部分解决现有技术中的方法由于过于依赖的高精度定标场控制数据的约束，而灵活性不佳的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于同名点定位一致性的几何交叉定标方法，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。

在一种实施方式中，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：