[发明专利]高分六号卫星的高分相机的高精度校验方法和装置

说明书

本公开提供了高分六号卫星的高分相机的高精度校验方法和装置。所述方法包括：根据预设规则对当前影像进行外定标，生成外定标影像数据，并将所述外定标影像数据转换到空间固定坐标系，生成转换后的影像数据，其中，所述当前影像为所述高分六号卫星的高分相机的中间第四片的探元阵列采集到的影像；利用预先生成的内定标数据对所述转换后的影像数据进行修正，生成校验后的卫星影像。通过本公开的方法，能够有效消除和补偿卫星平台外部系统误差和相机内部系统误差。

技术领域

本公开的实施例一般涉及卫星影像技术领域，并且更具体地，涉及高分六号卫星的高分相机的高精度校验方法和装置。

背景技术

高分六号卫星是国家高分辨率对地观测系统重大专项的重要组成部分，它是一颗低轨光学遥感卫星，也是我国首颗精准农业观测的高分卫星，具有高分辨率和宽覆盖相结合特点，其搭载的高分相机所覆盖地表范围大于90KM,在大比例尺地表测量中具有重要的意义，而其高精度几何检校是遥感影像几何处理的关键环节，直接影响遥感卫星影像的可量测性。

卫星发射及运行过程中空间环境复杂多变，造成实验室几何成像参数标校值与在轨真实值存在较大的误差，直接影响影像的几何处理精度，难以保证后续遥感应用的准确性。高精度几何检校对内外方位元素重新进行精确标定，旨在消除和补偿卫星平台外部系统误差和相机内部系统误差，是光学遥感卫星实现高精度几何定位的关键环节。

现有高精度几何校检方法的不足之处：

（1）在定姿过程方面：需要建立卫星姿态运动学方程，并进行卡尔曼滤波，理解和实现较为复杂，效率比较低。

（2）在数据准备方面：一般需要高精度地面人工标靶场数据、覆盖地面人工标靶场的卫星影像数据、经过高精度几何检校实验室数据、高精度DEM数据和大量的地面控制点。高精度地面人工标靶场数据一般不容易获取，并且需要覆盖于地面人工标靶场范围的卫星影像更不容易得到；高精度几何检校实验室数据出于一些客观的原因，及其难于获得；高精度DEM数据，例如全球分辨率为30m的DEM数据量极大，如果仅仅获取一部分的DEM数据，那么难以用于检校全球范围。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种能够有效消除和补偿卫星平台外部系统误差和相机内部系统误差，提高遥感卫星影像的可量测性的高分六号卫星的高分相机的高精度校验方案。

在本公开的第一方面，提供了一种高分六号卫星的高分相机的高精度校验方法，包括：

根据预设规则对当前影像进行外定标，生成外定标影像数据，并将所述外定标影像数据转换到空间固定坐标系，生成转换后的影像数据，其中，所述当前影像为所述高分六号卫星的高分相机的中间第四片的探元阵列采集到的影像；

利用预先生成的内定标数据对所述转换后的影像数据进行修正，生成校验后的卫星影像。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据预设规则对当前影像进行外定标，生成外定标影像数据，并将所述外定标影像数据转换到空间固定坐标系，生成转换后的影像数据，包括：

根据当前影像的第一行影像获取高分六号卫星的星敏感器的四元数和陀螺的三轴姿态角；

根据星敏感器的四元数计算本体坐标系到空间固定坐标系的第一旋转矩阵，根据陀螺的三轴姿态角计算本体坐标系到空间固定坐标系的第二旋转矩阵，将所述第一旋转矩阵和所述第二旋转矩阵以四元数的方式进行表达，计算两个四元数之间的夹角；

根据所述夹角更新陀螺数据，通过更新后的陀螺数据计算本体坐标系到空间固定坐标系的第三旋转矩阵；

根据所述第一旋转矩阵将所述当前影像的第一行影像转换到空间固定坐标系，根据所述第三旋转矩阵将所述当前影像的后续行影像转换到空间固定坐标系，生成转换后的影像数据。