[发明专利]一种RPC模型校正系数获取方法

摘要

本发明公开了一种RPC模型校正系数获取方法，包括步骤一、根据映射模型及控制点信息得到RPC模型系数求解矩阵；步骤二、基于L曲线的岭估计；步骤三、对基于L曲线的岭估计解进行谱修正的迭代计算，迭代固定的次数，选取其中最精确解作为RPC模型系数解；本发明采用基于L曲线的有偏估计‑‑岭估计求解初步的系数解，从而避免直接使用最小二乘法解算时的法矩阵条件数太大，法方程系数阵病态严重而导致获得的解偏移真值的缺陷，保证系数解稳定；本发明在采用基于L曲线的岭估计之后，对求得的系数解作为迭代初值进行谱修正迭代，合适的初始值能够大大减少迭代次数，并能够有效地提高系数解的精确性，既提高了求解的速度，又保证了解的精度。

主权项

1.一种RPC模型校正系数获取方法，包括以下几个步骤：步骤一、根据映射模型及控制点信息得到RPC模型系数求解矩阵；具体为：(a)建立空间格网；针对场景区域，首先建立影像规则格网m×n，各网点在影像上均匀分布，然后空间分层建立三维物方格网，格网覆盖三维地形表面的空间范围，高程分层数layer；(b)获取控制点；设有N＝m×n×layer个控制点，通过SAR图像严密成像模型，采用距离多普勒算法解算出对应每个网格点(bi,li,hi)对应于SAR图像的像点坐标(ri,si)，其中i＝1,2…,N；(c)归一化处理；将地面网格点坐标(bi,li,hi)与像点坐标(ri,si)按照下式作归一化处理，标准到‑0.5和0.5之间；得到标准化的地面坐标(Bi,Li,Hi)以及标准化的SAR影像坐标(xi,yi)；bmax、lmax、hmax、rmax、smax分别为控制点经度、纬度、高度、像素距离向、方位向坐标的最大值；bmin、lmin、hmin、rmin、smin分别为控制点经度、纬度、高度、像素距离向、方位向坐标的最小值(d)根据控制点地面坐标(Bi,Li,Hi)与SAR图像影像坐标(xi,yi)得到求解系数矩阵A及观测矩阵S；采用三阶RPC模型，共78个待求解参数；A为2N×78的矩阵，L为2N×1的列阵，需求解的系数X为78×1的列阵；系数矩阵A如下：观测矩阵S：S＝[y1 y2 … yn x1 x2 … xn]T   (3)步骤二、根据系数矩阵A和扰动项求解岭参数k，进行岭估计；具体为：(a)按照式(4)，在观测矩阵S上添加扰动项Δ，得到加扰后观测矩阵Sd，其中Δ服从正态分布的随机数，对于星载模型，添加方差σ2为2×10‑8的扰动项；Sd＝S+Δ   (4)(b)确定L曲线的岭参数k；(c)将此岭参数值k带入下式，进行岭估计：得到为基于L曲线岭估计的有偏解；其中，I为78×78的单位阵；步骤三、对基于L曲线的岭估计解进行谱修正的迭代计算，迭代固定的次数，选取其中最精确解作为RPC模型系数解；具体为：(a)第一次迭代，令迭代次数k＝1，将基于L曲线的岭估计得到的有偏解作为迭代的初值即带入下式：表示第k次迭代后的估计值；(b)将求解得到的作为RPC模型第k次谱修正迭代的系数解；(c)计算控制点精度；对于所有控制点，使用RPC模型计算对应的各像点坐标，按式(7)进行反归一化，将得到的实际像点坐标(r′i,s′i)与严密成像模型的对应像点坐标(ri,si)比较，得到平面像素误差最大值及平面像素误差均方根，记录该次迭代结果的系数解以及像素误差；其中，(r′i,s′i)为RPC模型解算出的实际像点坐标；(e)令k值加1，进行下一次迭代，将上次迭代的系数解作为本次迭代的迭代初值带入式(6)；(f)重复执行(b)～(e)，直到迭代M次；(g)选择M次迭代中平面像素误差最小的解作为RPC模型的系数解；将得到RPC模型用于整幅SAR影像的几何校正，实现基于RPC模型的SAR图像快速高精度几何校正。