长条带卫星线阵影像区域网平差研究

首先比较基于轨道参数和基于卫星状态矢量的航天影像定位轨道模型,提出一种针对非精密星历数据的轨道拟合与状态矢量插值方法,并在飞行坐标系中建立适合长条带卫星影像定位的轨道修正模型。其次,分析地球自转对卫星线阵影像严密定位建模的影响,通过对姿态航偏角的适应性处理,直接在地固地心直角坐标系中建立了基于卫星状态矢量的航天线阵影像构像方程和区域网联合平差模型。论文以中国西部测图工程的塔里木盆地4对(8景)SPOT5/HRS长条带立体影像为数据源,针对不同控制点数目与分布,进行了不同方案的组合定位试验。结果表明:稀少控制点条件下检查点统计精度达到了8.09m。     

三点法计算GPS卫星轨道参数方法的验证与分析

为简化确定卫星轨道流程,可利用有限的已知条件快速计算该卫星轨道的状态向量从而确定卫星动态位置来实现卫星轨道的标准化,并采用32颗卫星在96个时刻的位置坐标数据,按照三点法对各时刻各卫星开普勒六参数进行推算,再利用推算结果反算某一时刻位置,比较反算得到的坐标值与真实坐标值方法实现。结果表明,只采用卫星位置坐标推算卫星轨道参数的三点法更为精确,具有可行性。     

IGSO姿态控制模式切换期间定轨策略研究

我国卫星导航系统IGSO卫星采用动态偏航与零偏航两种姿态控制模式,在太阳矢量与轨道面夹角较小时,采用零偏航。卫星姿态控制模式的切换造成了卫星所受光压力的变化。当处理包含动偏/零偏切换点的数据弧段时,由于卫星精密轨道确定策略及光压模型的不适应,无法用一组光压参数拟合两种状态,造成定轨精度下降。本文提出了利用分段线性模型描述太阳光压的定轨策略,可将定轨重叠弧段URE精度提高75%。解算的光压参数能够反映出两种状态的差异,是解决姿态转换期间轨道确定的有效方法。     

长条带卫星线阵影像区域网平差研究

本文首先比较了基于轨道参数和基于卫星状态矢量的航天影像定位模型,提出了一种针对非精密星历数据的轨道拟合与状态矢量插值方法,并在飞行坐标系中建立了适合长条带卫星影像定位的轨道修正模型。其次,分析了地球自转对卫星线阵影像严密定位建模的影响,通过对姿态航偏角的适应性处理,建立了基于地固地心直角坐标系卫星状态矢量的航天线阵影像构像方程和区域网联合平差模型。最后以中国西部测图工程的塔里木盆地4对(8景)SPOT5/HRS长条带立体影像为数据源,针对不同控制点数目与分布,进行了不同方案的组合定位试验。结果表明：稀少控制点条件下检查点统计精度达到了8.09 m。     

轨道约束的资源三号标准景影像区域网平差

考虑到同轨道拍摄的长条带卫星影像具有相同的误差分布特性,针对资源三号的标准景影像产品,提出了基于轨道约束的卫星影像区域网平差方法。首先,根据同轨相邻影像的偏移量计算轨道影像坐标系下的像点坐标;其次,通过同轨每景影像的RFM重新生成轨道影像的RFM,同时生成补偿格网;然后,根据基于像方仿射变换的RFM对轨道影像进行区域网平差;最后,利用求得的轨道影像的仿射变换参数重新计算原始单景影像的仿射变换参数。利用不同地区资源三号测绘卫星影像数据的试验表明,基于轨道约束的卫星影像区域网平差（以下简称轨道平差）在稀疏控制条件下,其精度明显好于单景影像平差的精度。在6控情况下,太行山试验区达到平面2.504m高程3.117m,在渭南试验区达到了平面4.061m高程2.895m。试验结果证明了轨道平差的有效性和可行性。     

SAR影像几何校正

SAR影像的几何校正是阻碍其应用的瓶颈问题，目前所用的方法都有其局限性。介绍描述SAR构像几何的坐标系统及距离－多普勒方程，同时，介绍卫星轨道及描述卫星轨道的参数。为提高几何校正的精度，提出一种由几个离散点的值内插整个弧段上卫星状态向量的轨道模拟算法。在此基础上，给出利用DEM进行SAR影像几何校正的方法。该方法以时间参数为自变量，迭代解算距离－多普勒方程，计算DEM中点每一点对应的影像坐标，最后进行了实验与讨论。     

ZY-3卫星轨道拟合与预报精度分析

卫星轨道作为构建高分辨率遥感影像严密几何成像模型的必要参数,其精度对卫星影像几何定位精度有直接影响,故研究如何获取卫星成像时刻的精确位置具有重要意义.本文分别基于最佳平方逼近多项式和最佳一致逼近多项式对ZY-3卫星实时轨道与事后精密轨道进行拟合与平滑,进一步探讨实时轨道预报的可行性.研究结果表明,最佳平方逼近多项式拟合结果明显优于最佳一致逼近多项式拟合结果,且事后精密轨道拟合精度为厘米级,可以改善并提高实时轨道精度及进行轨道短期预报,为遥感影像高精度几何处理提供精确可靠的外方位线元素.     

基于几何配准的多模式SAR影像配准及其误差分析

星载合成孔径雷达影像干涉处理时所需方位向配准精度因成像模式的差异而有所不同,目前在精密轨道条件下以几何配准为基础辅以影像信息的配准方案因其严格的理论模型和较高的精度成为干涉处理的首选。本文以TerraSAR-X影像为例,论证了不同成像模式影像所需的配准精度和卫星轨道精度,并通过理论分析和试验证明了精密轨道条件下,利用几何配准即可满足TerraSAR-X等卫星的条带模式影像干涉处理的需要;聚束模式影像需要在几何配准的基础上利用影像相干性或谱分集进一步优化配准结果。鉴于增强谱分集偏移量估计精度最高,本文进一步利用增强谱分集对比分析了不同轨道不同DEM条件下的几何配准误差。研究结果表明:卫星轨道切向误差是几何配准的主要误差源,目前常用3种DEM几何配准差异远小于0.001个像素,均可满足Sentinel-1影像干涉配准的需要。     

缺少控制点的卫星遥感影像外推定位

简要介绍了遥感卫星轨道参数外推、传感器姿态和扫描侧视角精化的算法,分析了对国内某地区同一轨道上连续17景资源二号卫星影像进行外推对地目标定位的试验结果。在无地面控制点情况下,根据外推出的遥感卫星系统参数对单景影像实施几何纠正,当外推16景影像(深度达480km)时,对地目标定位精度不低于实地上的100m,明显好于利用卫星星历数据直接进行影像几何纠正的568m精度,从而验证了所建立外推模型的正确性和实用性。     

星载SAR卫星轨道状态向量确定理论与应用

简要介绍星载SAR轨道特点以及轨道状态向量确定方法,利用Gamma软件获得一景SAR影像的粗轨和精轨数据,并在Matlab下用多项式拟合方法实现数据拟合,并给出拟合品质的好坏,表明DEOS提供的精密轨道数据对干涉处理具有较好的效果。     

星载轻量化影像控制点数据制作方法

针对智能遥感卫星系统星上处理与端到端测绘应用的轻量化全球控制信息需求,本文提出了一种星载轻量化影像控制点数据制作方法。首先,在稀少/无地面控制数据条件下,通过国产高分辨率立体测绘卫星影像的区域网平差处理,生成全球影像控制点;其次,通过将影像控制点的局部影像描述至特征向量,设计星载影像控制点的轻量化表示模式,分析其存储性能和星上匹配应用策略;然后,采用哈希映射学习得到的哈希函数,将影像控制点特征向量转换至哈希码,实现星载影像控制点的深度轻量化处理;最后,采用多类型卫星影像数据,进行影像控制点提取、特征向量描述、深度轻量化处理以及匹配性能分析试验,验证了轻量化影像控制点星上匹配与应用可行性,得到了全球影像控制点轻量化处理能力分析结论。     

SPOT5单景卫星遥感影像区域网平差试验

随着相关技术的飞速发展,高分辨率卫星遥感影像越来越多地用于地理信息产品生产。本文通过生产试验,讨论在已有DEM数据的前提下,利用少量地面控制点结合卫星影像自带的轨道参数,依靠卫星影像单片区域网平差技术来生产1:50000 DOM产品,以解决地面控制点数量不足、分布不好的问题。试验结果产品精度满足规范要求。     

《中华人民共和国影像地图》的设计与编制

以资源三号卫星影像为主要数据源,以影像处理为重点,探讨在全国尺度上,影像效果优化的方法以及影像与矢量数据协调一致性问题,设计编制了3 m×2.2 m的《中华人民共和国影像地图》挂图,弥补了我国国产影像大尺寸挂图编制领域的空白。     

空域最小二乘法用于重力卫星误差分析

重力测量卫星性能不仅与轨道参数、载荷误差、数据分辨率等因素密切相关，也与反演算法有关。传统的分析方法如动力学法、短弧法等用于误差分析，不可避免将算法误差引入分析结果，使得分析结论确定性不足。为解决这一问题，提出了空域最小二乘分析法，用空域格网重力扰动数据替代重力卫星载荷数据反演地球重力场，有效避免了算法误差对于分析结果的影响。分析结果表明，重力卫星在500 km轨道高度、一次数据覆盖条件下，测量重力场最高阶数约为240阶，载荷误差为1×10-10 m·s-2·Hz-1/2水平时，测量重力场最高阶数为136阶，其累积重力异常误差为2.7 mGal，累积大地水准面误差为14 cm。要达到最优测量能力，轨道倾角通常不小于89°。为减小地球引力高频信号对于地球重力场低阶位系数估计值的影响，估计位系数最高阶数需大于240阶。     

地理国情普查中卫星遥感影像处理方法研究

在山西省地理国情普查实验区朔州市资源3号卫星遥感影像数据的处理中,需要使用多种软件处理遥感影像数据。本研究结合多种处理流程和技术方法,通过对处理后的影像数据分析比较,找到了卫星遥感影像数据处理的最佳途径,重点分析了卫星遥感影像的纠正方法,为在地理国情普查工作中提高多源卫星遥感影像数据处理效率和质量进行了有益探索。     

广域差分的全矢量法

针对广域差分改正矢量的组成元素集之一的电离层模型参数集,分别用Klobuchar模型和Georgiadou模型进行了分析和比较,详细推演了广域差分改正矢量估计的全矢量法.在统一的数学模型中给出了统一解算卫星星历误差、卫星钟差和广域差分基准站时钟误差的计算公式;对理想状态下的模型参数、基准站和跟踪的卫星的数量关系进行了探讨.     

影像匹配粗差的局部矢量面元剔除方法

提出了一套适用于影像匹配粗差的剔除方法。首先消除匹配像对间的系统性差异;然后通过构建匹配同名点的三角网结构,实现匹配结果的局部面元分割;在局部面元上进行矢量统计,引入针对局部敏感的矢量描述子指标,根据误差分布满足正态分布规律的假设设定合理的阈值,并最终实现影像匹配粗差的快速剔除。多组数据的实验验证了所提方法的可行性。该方法已成功应用于卫星影像与低空影像的自动化处理系统。     

关于广播星历轨道误差的探讨

通过利用广播星历中的开谱勒轨道参数与轨道摄动修正量计算卫星轨道坐标与精密星历的轨道信息进行比较 ,探讨广播星历的轨道精度。     

基于Matlab的遥感图像融合效果的客观评价方法

Matlab是一种基于向量的高级程序语言,从本质上提供了对图像的支持。本文试图借助其图像处理工具箱函数的支持从工程和实验角度出发,探讨了利用Matlab语言实现遥感图像融合效果的客观评价指标的方法。文章首先将均值、标准差、信息熵和峰值信噪比等评价指标进行了分类、定义,然后设计融合实验来验证该方法的可行性和正确性,同时在Matlab平台上给出了各评价指标的计算过程及数值。实验结果表明,利用这些评价指标作出的客观评价结果与主观评价结果是一致的。     

森林资源监测中GF-2卫星影像波段配准误差分析

通过对GF-2卫星影像正射校正及波段模拟配准误差试验,分析GF-2卫星正射校正方法的选择以及不同配准误差下对GF-2卫星影像自动分类结果的影响;最后介绍GF-2遥感影像在森林资源监测应用中的初步测试。研究结果表明:正射校正时,当校正精度要求控制在RMS2时,控制点数量选择范围在85~95间较为合理,且控制点数在90个时,RMS值最小;经有理函数模型与卫片模型比较后,卫片模型校正精度较高;以目视判读为主时,实践中建议使用三次卷积重采样法输出结果最好;波段模拟配准误差试验中,配准误差与各地类面积变化间存在显著的线性关系;对于森林面积监测时,配准误差应小于0.3个像元。此研究可为新型国产卫星数据在森林资源监测中的应用提供参考。