[发明专利]一种基于验后补偿的光学卫星遥感影像区域网平差方法及系统

说明书

本发明提出一种基于验后补偿的光学卫星遥感影像区域网平差方法及系统，结合稳健区域网平差和误差验后补偿，通过在区域网平差后以较小的代价补偿区域网内的系统性高程误差，再采用区域网平差实现网内影像几何精度的一致性处理，进而解决缺少或无地面控制点条件下区域网中的高程误差及其引起的误差累积的问题。

技术领域

本发明属于光学卫星遥感影像处理领域，涉及一种基于验后补偿的光学卫星遥感影像区域网平差方法及系统。

背景技术

区域网平差是光学卫星几何预处理的一个重要环节，是改善影像几何质量的有效手段。面向全球区域的高精度测图需求越来越迫切，但全球陆表大部分区域是无法获取高精度地面控制点的，需要采用缺少地面控制点约束的区域网平差方法处理。缺少地面控制点时，不但区域网本身缺乏绝对约束条件，影响平差解算的收敛性和精度，由于影像初始几何定位误差，区域网平差无法收敛到准确高程面，立体像对交会的高程存在误差。而区域网内的高程误差会在核线方向累积，造成网内影像几何定位精度的不一致，导致最终的平差结果在平面和高程方向均无法满足精度要求。当整个区域网内仅有少数非均匀分布的地面控制点时(如一个地面控制点)，将控制点与连接点进行整体区域网平差，极易造成区域网局部约束过强，引起区域网平差后，网内影像精度不一致的问题，而该问题又会随着网的规模的增大而愈加显著。

发明内容

本发明所要解决的问题是光学卫星遥感影像高精度区域网平差的问题。针对上述问题，本发明提出一种基于验后补偿的光学卫星遥感影像区域网平差方法及系统，结合稳健自由网平差和误差验后补偿，通过在自由网平差后以较小的代价补偿区域网内的系统性高程误差，再采用自由网平差实现网内影像几何精度的一致性处理，进而解决缺少/无地面控制点条件下区域网中的高程误差及其引起的误差累积的问题。

本发明的技术方案为一种基于验后补偿的光学卫星遥感影像区域网平差方法，包含以下步骤：

步骤1，通过在区域网内影像上划分均匀格网，生成虚拟控制点，通过在影像初始RPC模型像方引入附加误差补偿模型建立基础平差模型，并引入虚拟控制点，构建基于虚拟控制点的无控制区域网平差模型；

步骤2，以影像间连接点和虚拟控制点为观测值，采用最小二乘平差方法解算区域网平差参数；

步骤3，在完成区域网平差解算后，对区域网内影像的系统性高程误差进行验后补偿，即基于平差后的立体像对计算区域网内高程误差改正值；

步骤4，对于每个立体像对，基于解算的高程误差改正值，逐像对修正其成像模型参数，进而修正立体交会的高程误差，实现高程误差验后补偿；

步骤5，基于高程误差验后补偿后的影像模型，重新进行无控制区域网平差，消除高程误差引起的影像模型定位误差累积效应。

进一步的，步骤1中建立基础平差模型的具体实现方式如下；

基于单景影像的几何误差的特性，在RPC模型的像方附加一个误差改正模型整体补偿影像的几何误差，将RPC模型简单表示为如式(1)的方程形式：

其中，(s,l)为像点坐标，(Lat,Lon,Hei)为像点对应物点的纬度、经度和高程地理坐标，F_x和F_y分别表示RFM模型的物方比值多项式；

进而构建附加像方改正模型(Δl,Δs)的区域网基础平差模型可表示为：

其中，像方的误差改正模型通常可以表示成像点坐标的多项式，即：

其中，(a_i,b_i)为误差改正模型的系数，同时也是附加像方改正模型中每景影像待解算的平差参数，i＝0,1,…n。