[发明专利]一种摆扫大幅宽光学卫星精准处理方法

权利要求书

1.一种摆扫大幅宽光学卫星精准处理方法，其特征在于，包括步骤：

确定所述摆扫大幅宽光学卫星分步成像过程对应的等效转换矩阵，所述等效转换矩阵包括相机载荷与扫描机构之间的转换矩阵、扫描机构与卫星本体之间的转换矩阵以及卫星本体与物方空间之间的转换矩阵；

获取成像时刻的轨道与姿态参数；

基于所述等效转换矩阵以及所述成像时刻的轨道与姿态参数，采用拉格朗日多项式进行建模以构建所述摆扫大幅宽光学卫星的精准处理几何模型，所述精准处理几何模型表示如下：

其中：

、表示相机载荷定标系数，其中i=0,1,2,3；

表示广义安装矩阵；

t表示成像时刻；

表示目标点的物方坐标；

表示CCD探元号(l, s)的指向角大小；

表示摄影中心的物方坐标；

λ表示成像比例系数；

分别表示由扫描机构到相机载荷测量坐标系的旋转矩阵、卫星本体到扫描机构的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系旋转矩阵、以及WGS84坐标系到J2000坐标系旋转矩阵；以及

对所述精准处理几何模型进行等效拟合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相机载荷与扫描机构之间的转换矩阵为固定值，所述固定值由相机载荷与卫星本体安装参数确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描机构与卫星本体之间转换矩阵通过感应同步器测量参数确定，所述确定包括下列步骤：

定义沿着卫星飞行方向，感应同步器顺时针成像记录角度为负值，逆时针成像记录角度为正值，星下点成像角度为零，则可得到成像时刻t时的扫描机构与卫星本体之间转换矩阵如下：

其中，θ为成像时刻t的感应同步器记录角度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，成像时刻的轨道与姿态参数通过采用滑动窗口拟合多项式建模得到，成像时刻的姿态四元数拟合值如下所示：

其中，表示时刻四元数矢量部分拟合值，表示时刻四元数标量部分拟合值，表示四元数矢量部分正交多项式拟合系数，表示四元数矢量部分正交多项式。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相机载荷定标系数以及广义安装矩阵通过在轨定标方式计算得到，所述摄影中心的物方坐标通过轨道参数内插得到。

6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用有理函数模型RFM对所述精准处理几何模型进行等效拟合，所述等效拟合包括：

对像点图像坐标(l, s)、经纬度坐标(B, L)和椭球高H进行正则化处理，使坐标范围在[-1,1]之间,得到像方坐标以及物方坐标的归一化坐标(U, V, W)；以及

建立所述像方坐标与所述物方坐标的RFM模型：

其中：

其中，为有理多项式系数RPCs,其中i=1,2,…,20。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有理多项式系数RPCs的计算包括下列步骤：

对每帧影像建立全局虚拟格网；

基于所述摆扫大幅宽光学卫星精准处理几何模型的正反变换函数，求出物方虚拟格网坐标作为控制点；以及

利用最小二乘平差原理进行参数计算。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述有理多项式系数RPCs的计算中，采用岭估计的方式解决方程病态问题。