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寬視場衛(wèi)星ccd影像的嚴(yán)格幾何糾正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，包括步驟：S1，將衛(wèi)星影像沿軌道方向劃分多個節(jié)點(diǎn)；S2，利用衛(wèi)星影像提供的初始軌道參數(shù)，擬合計算各所述節(jié)點(diǎn)的姿軌參數(shù)初值，像機(jī)畸變參數(shù)初值全部為0；S3，采集控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將控制點(diǎn)的坐標(biāo)值帶入寬視場衛(wèi)星影像幾何糾正模型，每個所述控制點(diǎn)在X和Y方向上各列一個方程式，利用最小二乘求解幾何糾正模型的參數(shù)；S4，利用S3中的模型求解得到的幾何糾正模型的參數(shù)，對寬視場衛(wèi)星影像進(jìn)行重采樣，并進(jìn)行地理編碼，完成高精度幾何糾正。本發(fā)明的方法相對于現(xiàn)有技術(shù)中的其他方法糾正精度提高至少5倍以上。
【專利說明】寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測繪學(xué)科中攝影測量與遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種寬視場衛(wèi)星CXD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前衛(wèi)星影像常用的幾何糾正模型包括有理函數(shù)模型、基于平行光投影的仿射變換模型、多項式模型、共線方程模型等，其中有理函數(shù)模型和基于平行光投影的仿射變換模型適合窄視場角高分辨率衛(wèi)星影像，多項式模型適合中低分辨率衛(wèi)星影像以及糾正精度要求不高的影像幾何糾正，以上糾正模型都不是嚴(yán)格的幾何模型，只能將各種影像變形因素綜合考慮進(jìn)行擬合。
[0003]目前大部分中高分辨率衛(wèi)星影像，采用線陣推掃的方式獲取影像，目前基于共線方程的線陣衛(wèi)星影像幾何糾正模型是假定每個掃描行的6個外方位元素(3個位置參數(shù)，3個姿態(tài)參數(shù))沿飛行方向線性變化，因此只需要計算出其中一個掃描行的6個外方位元素及其對應(yīng)的6個變化量即可。這個假設(shè)條件對于每景影像覆蓋軌道較短的衛(wèi)星影像是近似成立的，對于環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星(HJ-1)CXD影像之類的并不成立，原因分析如下。
[0004]通過對全球不同區(qū)域的HJ-1影像進(jìn)行幾何糾正的前期技術(shù)試驗和試生產(chǎn)試驗，對試驗區(qū)大量HJ-1影像的軌道參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出如下結(jié)論:
[0005](a)HJ-1軌道位置數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，用二次多項式擬合殘差一般在15米以內(nèi)。
[0006](b)HJ-1軌道姿態(tài)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差，大部分景內(nèi)姿態(tài)不能用統(tǒng)一多項式或三角函數(shù)擬合，數(shù)據(jù)離散度(方差)和數(shù)據(jù)值本身在一個數(shù)量級上，附圖1、2、3分別是HJ-1影像景內(nèi)三個方向姿態(tài)的分布示意圖(橫坐標(biāo)為衛(wèi)星飛行時刻，縱坐標(biāo)為姿態(tài)值)。
[0007]可見，現(xiàn)有技術(shù)中針對寬視場衛(wèi)星CXD影像存在單景衛(wèi)星軌跡長、軌道姿態(tài)不穩(wěn)定、像機(jī)畸變較大，造成目前的幾何糾正模型存在糾正精度較差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種寬視場衛(wèi)星CXD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種寬視場衛(wèi)星CXD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，包括以下步驟:
[0011]SI，將衛(wèi)星影像沿軌道方向劃分多個節(jié)點(diǎn)；
[0012]S2，利用衛(wèi)星影像提供的初始軌道參數(shù)，擬合計算各所述節(jié)點(diǎn)的姿軌參數(shù)初值，像機(jī)畸變參數(shù)初值全部為O ;
[0013]S3，采集控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將控制點(diǎn)的坐標(biāo)值帶入寬視場衛(wèi)星影像幾何糾正模型，每個所述控制點(diǎn)在X和Y方向上各列一個方程式，利用最小二乘求解幾何糾正模型的參數(shù)；
[0014]S4，利用S3中的模型求解得到的幾何糾正模型的參數(shù)，對寬視場衛(wèi)星影像進(jìn)行重采樣，并進(jìn)行地理編碼，完成高精度幾何糾正。[0015]優(yōu)選的，SI中劃分多個所述節(jié)點(diǎn)時，如果所述控制點(diǎn)在軌道方向上分布均勻則各所述節(jié)點(diǎn)間隔也均等，如果所述控制點(diǎn)在軌道方向上分布不均勻則各所述節(jié)點(diǎn)的間隔也相
應(yīng)調(diào)整。
[0016]優(yōu)選的,所述控制點(diǎn)的數(shù)量不少于所述節(jié)點(diǎn)數(shù)量的三倍。
[0017]優(yōu)選的,每個所述節(jié)點(diǎn)包括6個姿軌參數(shù),所述6個姿軌參數(shù)由3個位置參數(shù)和3個姿態(tài)參數(shù)組成。
[0018]優(yōu)選的，各所述節(jié)點(diǎn)之間的每行影像姿軌參數(shù)采用內(nèi)插的方式計算得到。
[0019]優(yōu)選的，所述寬視場衛(wèi)星影像幾何糾正模型為:
【權(quán)利要求】
1.一種寬視場衛(wèi)星C⑶影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，將衛(wèi)星影像沿軌道方向劃分多個節(jié)點(diǎn)； S2，利用衛(wèi)星影像提供的初始軌道參數(shù)，擬合計算各所述節(jié)點(diǎn)的姿軌參數(shù)初值，像機(jī)畸變參數(shù)初值全部為O ; S3，采集控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將控制點(diǎn)的坐標(biāo)值帶入寬視場衛(wèi)星影像幾何糾正模型，每個所述控制點(diǎn)在X和Y方向上各列一個方程式，利用最小二乘求解幾何糾正模型的參數(shù)； S4，利用S3中的模型求解得到的幾何糾正模型的參數(shù)，對寬視場衛(wèi)星影像進(jìn)行重采樣，并進(jìn)行地理編碼，完成高精度幾何糾正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場衛(wèi)星C⑶影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，SI中劃分多個所述節(jié)點(diǎn)時，如果所述控制點(diǎn)在軌道方向上分布均勻則各所述節(jié)點(diǎn)間隔也均等，如果所述控制點(diǎn)在軌道方向上分布不均勻則各所述節(jié)點(diǎn)的間隔也相應(yīng)調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，所述控制點(diǎn)的數(shù)量不少于所述節(jié)點(diǎn)數(shù)量的三倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，每個所述節(jié)點(diǎn)包括6個姿軌 參數(shù),所述6個姿軌參數(shù)由3個位置參數(shù)和3個姿態(tài)參數(shù)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，各所述節(jié)點(diǎn)之間的每行影像姿軌參數(shù)采用內(nèi)插的方式計算得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬視場衛(wèi)星CCD影像的嚴(yán)格幾何糾正方法，其特征在于，所述寬視場衛(wèi)星影像幾何糾正模型為:
【文檔編號】G01C11/00GK103968808SQ201310026137
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月24日
【發(fā)明者】張宏偉, 廖安平, 陳軍 申請人:國家基礎(chǔ)地理信息中心