[发明专利]一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法

摘要

本发明公开了一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法，包括采用交叉飞行多个摄站曝光得到相邻虚拟影像重叠度大于80%的多组子影像数据获取策略；利用地面检校场的控制点，计算子相机的摄影中心距离及子相机线元素；在进行空中三角测量时，进行光束法区域网平差，根据控制点坐标、匹配后的子影像间的连接点，以及各子影像的外方位元素初值通过共线方程建立模型，将子相机的摄影中心距离作为已知值，即将子相机线元素常量作为约束条件，将平台检校参数作为一个整体进行解算，求解子影像外方位元素中角元素。该检校方法匹配出大量分布均匀的连接点并通过约束条件提高了平台检校参数的精度，保障生成的虚拟影像拼接精度更高，测图精度更高。

主权项

一种带约束条件的多面阵航摄仪平台检校方法，其特征在于，包括如下步骤：采用交叉飞行多个摄站曝光得到相邻虚拟影像重叠度大于80％的多组子影像，并进行多张子影像的连接点匹配；利用地面检校场的控制点，计算子相机的摄影中心距离及子相机线元素；在进行空中三角测量时，进行光束法区域网平差，根据控制点坐标、匹配后的子影像间的连接点，以及各子影像的外方位元素初值通过共线方程建立模型，将子相机的摄影中心距离作为已知值，即将子相机线元素常量作为约束条件，将平台检校参数作为一个整体进行解算，求解子影像外方位元素中角元素；其中，每个摄站上设置有四个相机，每个摄站同一时刻曝光四张子影像；所述采用交叉飞行多个摄站曝光得到相邻虚拟影像重叠度大于80％的多组子影像，并进行多张子影像的连接点匹配之前，还包括如下步骤：将每个摄站上设置的四个子相机采用高强度支架紧固在平台上，四个子相机间的距离固定，将四个子相机作为一个整体；所述利用地面检校场的控制点，计算子相机的摄影中心距离及子相机线元素，包括如下步骤：利用地面检校场的控制点，通过空间后方交会方法计算得出子相机的摄影中心距离及子相机间的线元素平均值；将计算的子相机间的线元素平均值作为子相机线元素；所述在进行空中三角测量时，进行光束法区域网平差，根据控制点坐标、匹配后的子影像间的连接点，以及各子影像的外方位元素初值通过共线方程建立模型，将子相机的摄影中心距离作为已知值，即将子相机线元素常量作为约束条件，将平台检校参数作为一个整体进行解算，求解子影像外方位元素中角元素，包括如下步骤：根据相机安置的物理结构，过四个子影像的摄影中心拟合一个平面M，四个摄影中心的重心O可作为虚拟影像的摄影中心，建立空间直角坐标系O－XYZ，所述空间直角坐标系O－XYZ是一个建立四个子相机摄影中心线元素关系的一个辅助坐标系；四个子相机摄影中心在O－XYZ中的平面坐标为(Dai,Dbi,0)，其中Dai,Dbi为已知值，设子影像在虚拟影像坐标系中的旋转角为其中为已知值，则子相机的摄影中心坐标(Xsc,Ysc,Zsc)为：其中：其中：R为旋转矩阵，为虚拟影像的角元素，(XS,YS,ZS)为虚拟影像摄影中心线元素；建立共线方程的数学模型；其中，子影像对应的旋转矩阵为Rc＝R*Ri且取值则共线方程为：将Xsc,Ysc,Zsc用XS,YS,ZS的函数表示，对上式线性化后得出误差方程式为：其中，上式中各系数分别对应为：对于1号相机为已知，相应的角元素偏导项为零，用矩阵符号表示的误差方程式为：v＝At+Bu+Cs‑l其中：C＝0，为1号子相机相对虚拟影像的旋转角初始值；为2号子相机相对虚拟影像的旋转角初始值；为3号子相机相对虚拟影像的旋转角初始值；为4号子相机相对虚拟影像的旋转角初始值；u＝[ΔX ΔY ΔZ]Tl＝[lx ly]Tv＝[vx vy]T对于控制点，对应的ΔXΔYΔZ项为零；每组四个子影像对应一组系数矩阵A和未知数t，每个物方点对应一组u，每个子相机对应一组ΔωiΔκi；将虚拟影像外方位元素A、物方点坐标B、子相机相对虚拟影像的旋转角C参数的初始值、以及每个观测点的像点坐标(xi,yi)代入所述误差方程迭代计算，直到计算结果收敛到阈值；在解算后根据2、3、4号子相机旋转角度的修正值调整1号子相机至虚拟面的旋转角，以使得虚拟影像与4个子影像的旋转角度对称；其中：矩阵s中有9个未知数；在矩阵s中Δω2 Δκ2为2号子相机相对虚拟相机角元素的修正值；Δω3 Δκ3为3号子相机相对虚拟相机角元素的修正值；Δω4 Δκ4为4号子相机相对虚拟相机角元素的修正值。