[发明专利]一种基于图像匹配的在轨高精度图像定位方法

摘要

一种基于图像匹配的在轨高精度图像定位方法，首先利用GPS数据、卫星姿态数据、星敏数据等辅助数据对卫星获得的遥感图像进行初步定位，并提取重点关注区域图像；然后以区域图像中心经纬度信息为索引在星上模板图像库中搜索与该区域图像对应的模板图像，通过图像匹配方法实现该区域图像和对应模板图像的高精度匹配；最后根据模板图像中对应像素实际经纬度信息对区域图像的初步定位结果进行修正，完成重点区域图像的高精度定位。本发明方法突破了现有图像定位技术瓶颈，可使图像定位精度提升2～3个数量级，有效提高了在轨图像定位精度。

主权项

1.一种基于图像匹配的在轨高精度图像定位方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按照重点区域经纬度索引建立模板图像库，使得模板图像库中每幅图像的像素行列号与实际经纬度一一对应；模板图像库B为：B＝B1∪B2…∪Bk其中，Bk为各个模板图像，大小为M×N，k＝1,2…L，L为图像库中模板图像的总个数；Bk(i,j)＝Bk(xi,yj)，xi和yj分别为模板图像Bk第i行第j列像元对应的实际经度和纬度信息；(2)利用辅助数据中的GPS信息、卫星姿态信息、星敏信息、时标信息，计算获得星上遥感图像A对应的地面经纬度坐标，实现图像初步定位；并从完成初步定位的图像A中提取关注区域图像A_t，其中，A_t大小为M×N，(3)计算关注区域图像At的中心位置经纬度，并以该经纬度为索引，从模板图像库B中检索与之距离最近的模板图像Bt；At与Bt满足如下约束条件：其中，和为图像A_t中心位置经度和纬度信息，和为图像B_t中心位置经度和纬度信息，ε为条件阈值；(4)分别对区域图像At和模板图像Bt进行特征提取，通过计算两个特征集合的相似度，实现区域图像At与模板图像Bt的高精度配准；(5)利用模板图像Bt中像素经纬度信息对区域图像At中对应的像素经纬度信息进行替换修正，实现区域图像At的高精度定位。