[发明专利]一种小面阵星载TDI CCD相机的快速几何精校正方法

摘要

本发明公开了一种小面阵星载TDI CCD相机的快速几何精校正方法，该方法的基本步骤为：(1)使用星载定姿系统获取的外方位元素和地形数据，计算足印图像各像点的坐标；(2)使用足印图像上像主点附近的小区域图像与标准参照图像匹配得到相机的水平定位误差；(3)用水平误差对足印图像各个像点的坐标进行改正；(4)根据改正后的坐标和地形数据的高程，计算得到像点较为精确的地理位置，实现相机精校正的目的。本发明不需要测量精确外方位元素，具有较高的效率，在满足实时处理需求的同时能够得到较为精确的几何校正结果。

主权项

一种小面阵星载TDI CCD相机的快速几何精校正方法，其特征在于包括以下步骤：(1)CCD相机像主点及临近像点坐标计算；具体方法步骤如下：(1‑1)获取CCD图像成像时卫星平台的瞬时姿态数据、CCD图像的像元畸变参数，获得测区的DEM数据，对于像主点为中心的128×128小窗口图像，使用直接定位法得到小图像每个像元的地面平面坐标点；(1‑2)将坐标点转为WGS84坐标系下；(1‑3)将计算得到的坐标值都加一个统一的平面地理偏移，第一次迭代时初值设为<0,0>；(1‑4)根据添加地理偏移后的平面坐标从DEM上获取高程，重新计算像点坐标；(2)根据得到的坐标，使用最近邻法对像主点及临近像点进行重采样；使用双线性插值法，根据每一个像点的WGS84坐标，对图像进行重采样，重采样后的分辨率与参照图像的分辨率相同；(3)将重采样图像与参考双线阵图像进行地理约束下的匹配；方法步骤如下：(3‑1)用校正重采样图像与参照图像的子图进行模板匹配，得到其在参照图像上的位置；(3‑2)根据步骤(1)中(1‑1)得到的像主点位置确定其在重采样图像上的像点位置；(3‑3)根据步骤(2)得到的像主点在重采样图像上位置、根据(3‑2)得到的重采样图像在参照图像上的位置，进一步计算得到像主点在参照图像上的位置；(3‑4)根据参照自身的几何定位结果，计算像主点在参照上的位置的地理坐标；(4)计算重采样图像的平面误差偏移；用计算得到的像主点真实地理坐标减去像主点匹配得到的地理坐标，得到像主点的平面误差偏移；(5)算法迭代控制，判断新的平面偏移误差与上一次迭代得到的平面偏移是否相同，若两次结果相同，或者差值小于1个像元，则认为算法趋于稳定，进入下一步处理；否则进行步骤(2)处理；根据限差判断算法进行下一步或者跳回步骤(1)重新进行计算；(6)使用得到的平面误差偏移对图像进行几何精校正，步骤如下：(6‑1)获取CCD图像成像时卫星平台的瞬时姿态数据、CCD图像的像元畸变参数，获得测区的DEM数据，对于像主点为中心的128×128小窗口图像，使用直接定位法得到小图像每个像元的地面平面坐标点；(6‑2)将坐标点转为WGS84坐标系下；(6‑3)将计算得到的坐标值都加一个统一的平面地理偏移，第一次迭代时初值设为<0,0>；(6‑4)根据添加地理偏移后的平面坐标从DEM上获取高程，重新计算像点坐标；(6‑5)使用双线性插值法，根据每一个像点的WGS84坐标，对图像进行重采样，得到最终的几何精校正结果。