[发明专利]离岛卫星影像RPC模型高精度几何定位方法

摘要

一种离岛卫星影像RPC模型的高精度几何定位方法：实现星载光学传感器严格成像模型与RPC模型之间的相互转换，利用与离岛区域卫星影像同轨道的陆地部分的卫星影像以及陆地部分的少量控制点修正陆地部分的卫星影像的成像模型，并通过轨道外推方式对离岛区域卫星影像的RPC模型进行修正，从而实现离岛卫星影像无控制点的精确几何定位。

主权项

1.一种离岛卫星影像RPC模型的高精度几何定位方法，其特征在于步骤如下：步骤1：准备与待定位的离岛卫星影像相同轨道的陆地部分的卫星影像及地面控制点；步骤2：分别针对离岛卫星影像和陆地部分的卫星影像，根据RPC模型RFM₁和RFM₂恢复各自的严格成像模型RSM₁和RSM₂；步骤3：利用地面控制点对陆地部分卫星影像的原RPC模型RFM₂进行如式(1)所示的像方仿射变换模型修正，并将修正后的RPC模型RFM′₂恢复为严格成像模型RSM′₂，式中，l和s是像点在像平面上的行列值标准化后的结果，(X，Y，Z)是物方点空间坐标标准化后的结果，e₀，e₁，e₂，f₀，f₁，f₂为像方仿射变换改正参数，N_l(X，Y，Z)＝a₀+a₁Z+a₂Y+a₃X+a₄ZY+a₅ZX+a₆YX+a₇Z²+a₈Y²+a₉X²+a₁₀ZYX+a₁₁Z²Y+a₁₂Z²X+a₁₃ZY²+a₁₄Y²X+a₁₅ZX²+a₁₆YX²+a₁₇Z³+a₁₈Y³+a₁₉X³D_l(X，Y，Z)＝b₀+b₁Z+b₂Y+n₃X+b₄ZY+b₅ZX+b₆YX+b₇Z²+b₈Y²+b₉X²+b₁₀ZYX+b₁₁Z²Y+b₁₂Z²X+b₁₃ZY²+b₁₄Y²X+b₁₅ZX²+b₁₆YX²+b₁₇Z³+b₁₈Y³+b₁₉X³N_s(X，Y，Z)＝c₀+c₁Z+c₂Y+c₃X+c₄ZY+c₅ZX+c₆YX+c₇Z²+c₈Y²+c₉X²+c₁₀ZYX+c₁₁Z²Y+c₁₂Z²X+c₁₃ZY²+c₁₄Y²X+c₁₅ZX²+c₁₆YX²+c₁₇Z³+c₁₈Y³+c₁₉X³D_s(X，Y，Z)＝d₀+d₁Z+d₂Y+d₃X+d₄ZY+d₅ZX+d₆YX+d₇Z²+d₈Y²+d₉X²+d₁₀ZYX+d₁₁Z²Y+d₁₂Z²X+d₁₃ZY²+d₁₄Y²X+d₁₅ZX²+d₁₆YX²+d₁₇Z³+d₁₈Y³+d₁₉X³其中，a₀～a₁₉，b₀～b₁₉，c₀～c₁₉，d₀～d₁₉为RPC参数，b₀和d₀取值为1，对影像坐标行列值的标准化公式为，其中LINE_OFF、LINE_SCALE、SAMP_OFF和SAMP_SCALE为影像坐标的标准化因子，Line表示影像行坐标，Sample表示影像的列坐标，对地面点的标准化公式为，其中LONG_OFF、LONG_SCALE、LAT_OFF、LAT_SCALE、HEIGHT_OFF、HEIGHT_SCALE为地面坐标标准化因子，Longitude表示地面点的经度、Latitude表示地面点的纬度、Height表示地面点的高程；步骤4：对比陆地部分卫星影像修正前后的严格成像模型RSM₂和RSM′₂，采用最小二乘回归方法估计修正后的严格成像模型RSM′₂的各外方位元素相对于修正前的严格成像模型RSM₂的改正量，即成像时刻卫星投影中心在地心地固坐标系中坐标改正量ΔX_sat，ΔY_sat，ΔZ_sat以及传感器坐标系各坐标轴在地心地固坐标系中旋转角的改正量Δω，Δκ；步骤5：将外方位元素的改正量ΔX_sat，ΔY_sat，ΔZ_sat和Δω，Δκ带入离岛卫星影像的严格成像模型RSM₁，并用严格成像模型RSM′₂的视线方向角ψ_x和ψ_y替代模型RSM₁中的视线方向角，得到离岛卫星影像修正的严格成像模型RSM′₁；步骤6：根据严格成像模型RSM′₁生成地形无关的RPC模型RFM′₁，模型RFM′₁即为离岛卫星影像修正后的RPC模型。