[发明专利]一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法及系统

权利要求书

1.一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，选取定标景影像及定标景影像区域参考影像，并在参考影像上匹配一定数量的控制点；

步骤2，基于定标景影像当前的RPC参数，计算控制点对应的虚拟像点坐标；

步骤3，采用载荷探元指向角构建成像载荷的定标模型，并引入二元三次多项式拟合面阵探元指向角，进而确定定标解算参数；

步骤4，基于每个控制点的真实像点和虚拟像点构建几何定标平差优化模型；

步骤5，在平差优化模型的基础上，逐点建立每对像点的误差方程，采用最小二乘方法解算定标参数改正值，并更新定标参数，重复步骤4和5直到连续两次解算的定标参数的差值小于预设的限差λ时，解算完成。

2.如权利要求1所述的一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于：还包括步骤6，在步骤5获得的定标参数基础上重新拟合RPC，并基于新生成的RPC评价在轨几何定标对影像的绝对几何定位精度和内部几何精度的改善效果。

3.如权利要求1所述的一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于：步骤1中首先选取无云且辐射质量较好的影像为定标景影像，同时提供该影像此时的定标参数以及基于该定标参数拟合的RPC文件，选取定标景影像覆盖区域的DOM和DSM参考数据，从定标景影像和DOM数据上匹配一定数量的同名像点，然后基于DOM上点位的地理坐标从DSM数据插值相应的高程，进而得到均匀分布的控制点观测值，控制点的地面经度、纬度和高程坐标记为(Lon,Lat,Hei)，相应的像点坐标记为(x,y)。

4.如权利要求3所述的一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于：步骤2中基于匹配的地面控制点坐标(Lon,Lat,Hei)和定标景影像当前的RPC参数，采用RPC反算的方式，计算其对应的像方坐标，由于该坐标是计算的像点，不是匹配的真实像点，将其称为虚拟像点，记为(x',y')。

5.如权利要求4所述的一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于：步骤3中为了克服成像载荷的定标模型中内参数耦合的问题，建立一个广义的指向角模型，在相机坐标系o-xyz中，通过主距归一化将每个CCD探元像方矢量V_image的确定转换为计算两个方向的指向角由于卫星面阵传感器的焦距长、视场窄，高阶畸变在所有误差中所占的比例有限，采用两个二元三次多项式足以准确描述成像视场中每个探元的光线指向，即：

式中，(s,l)代表探元号，(a_i,b_i)(i＝0,1,…9)为探元指向角模型的系数。

6.如权利要求5所述的一种基于RPC的面阵成像遥感卫星在轨几何定标方法，其特征在于：步骤4中由于RPC模型是严格几何成像模型的高精度拟合，且影像成像模型中内外方位元素是完全相关的，因此影像实际外方位元素误差完全可以由改变内方位元素替代，即在定标中认为影像的姿轨外方位元素是不变的，而姿轨外方位元素不变时严格几何成像模型的物方是相同的；基于当前的定标参数在虚拟像点(x',y')处计算的指向角应与新的定标参数在真实像点(x,y)处计算的相同，得：

然后基于相机文件提供的当前定标参数和待解算定标参数根据式(2)建立用于定标参数解算的平差方程，具体如下：

由于当前定标参数和虚拟像点坐标(x',y')均已知，且在迭代优化过程中不变，因此可直接将虚拟像点坐标构建的方程视为常数，进而建立用于定标参数解算的平差方程：

式中，