星载激光光斑影像激光指向变化探测法

地面光斑足印的定位精度高度依赖于激光指向角的测量精度,星载激光光斑质心提取及其变化规律对激光指向角的分析具有重要的意义。本文基于ICESat/GLAS的激光剖面阵列（laser profile array,LPA）影像数据,首先利用灰度一阶矩阵法提取LPA的质心,精度优于0.3个像素,LPA相对定位精度优于0.11个像素。其次利用傅里叶变换和傅里叶级数拟合对LPA质心坐标的变化进行周期探测和建模分析,结果表明,激光光斑影像的质心坐标存在1.83×10^-4 Hz、3.36×10^-4 Hz、5.19×10^-4 Hz和6.71×10^-4 Hz 4个明显的周期变化,拟合结果的相关性R²达到了0.86,拟合精度可达0.4″,优于0.13个像素,得到了较好的结果。可为我国的高分七号和后续的卫星激光测高数据处理提供参考。     

3维地形环境仿真中点阵文本技术研究

在3维地形环境仿真中,经常需要输出大量文本信息.通常的做法是用位图方式进行渲染,但在某些情况下(如嵌入式操作系统)无法实现这一功能.针对某些3维地形环境仿真中位图方式渲染文本的局限性,研究如何用点阵方式渲染文本.研究内客包括点阵字库的创建和点阵文本的渲染,并根据实时渲染中不同类型文本的特点,将点阵文本的渲染分为缓存和非缓存两种方式.最后在基于VxWorks嵌入式系统的3维地形环境中实现了点阵文本的渲染.     

高分七号卫星双波束激光测高仪在轨几何检校与试验验证

高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1:1万立体测图.由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度.针对高分七号双波束激光测高仪,本文提出了由粗到精的"两步法"在轨几何检校方案.首先,构建单波束激光在轨几何检校模型,基于特殊波形分析来估算激光足印落点位置信息,实现单波束激光指向粗检校;然后,以单波束激光在轨几何检校模型为基础,构建双波束激光在轨几何检校模型,在大气延迟改正、潮汐改正等基础上,采用地面探测器阵列捕获光斑,实现双波束激光指向测距联合检校.最后,采用平静湖面上的激光测高数据和地面控制数据,分别验证激光检校后相对和绝对高程测量精度.试验结果表明:高分七号卫星激光高程测量相对精度优于0.06 m(1σ),平坦地区的绝对测高精度达到0.10m(1σ).     

资源三号国产星敏感器事后定姿方案设计与系统实现

作为绝对姿态测量精度最高的仪器,星敏感器已广泛应用在当前大多遥感卫星上,其定姿精度直接影响光学测绘遥感卫星的几何定位能力。针对资源三号卫星首次下传的国产APS原始星图数据,设计并实现了一套基于国产星图的地面事后定姿方案。该方案充分利用地面事后定姿时间充足、计算资源丰富的特点,重点对星图预处理、星表重构、星图识别、恒星相机在轨检校等关键技术进行优化和改进,实现了一套资源三号国产星敏感器事后定姿系统,并将其应用于基于国产星图的绝对姿态确定中。利用资源三号卫星下传原始星图对该系统进行全面试验验证,结果分析表明,事后定姿系统不仅可靠性高,而且定姿精度达到1.82角秒（1σ,光轴指向精度）,优于星上处理2.18 角秒（1σ）,为资源三号卫星原始星图业务化处理提供了技术保障。     

资源三号卫星激光测距定轨精度分析

基于卫星激光测距定轨是目前遥感卫星在轨位置测量的重要手段之一,其测量精度关系到遥感卫星的应用水平。为了分析我国首颗民用立体测绘卫星——资源三号携带的国产激光角反射器在轨运行情况,该文利用全球激光联测期间卫星激光测距数据与GPS事后联合定轨结果,从遥感影像几何定位和轨道预报两个方面定量分析和评价卫星激光测距参与的定轨精度。试验表明,基于卫星激光测距与GPS定轨结果,影像几何定位无控精度较实时定轨精度提升1~2m,有效提升了卫星影像几何处理精度;轨道预报1d星下点位置较实际过境轨迹偏差优于250m,2d优于500m,1d预报侧摆精度达到0.035°,满足检校外业和成像计划精度需求。     

资源三号02星激光测高数据质量分析

近几年来,中国的对地观测卫星激光测高技术发展较快,资源三号02星上搭载了国内首台对地观测的卫星激光测高试验载荷,在后续的高分七号、陆地生态系统碳监测卫星上均装备业务化应用的激光测高仪,开展国产对地观测卫星激光测高数据质量分析研究非常必要,能有效填补国内空白并推动相关技术发展。本文对资源三号02星载荷的激光测高数据进行了严密几何处理,重点从夜间观测、卫星小角度侧摆、海面区域等不同条件下的数据质量进行了分析,对数据的平均可用率进行了统计分析。试验表明,资源三号02星激光测高仪能获得约30%有效测高数据,在夜间数据有效利用率略有提高,在大型水面也能获得有效数据,经后处理后在平坦地区验证的绝对高程精度优于1.0 m,部分点高程精度优于0.5 m,硬件本身的测距精度和卫星姿态测量误差是主要的误差源。相关结论对于后续国产卫星激光测高载荷的研制以及数据后处理和应用具有参考价值。     

一种新的基于矢量地图数据的地表纹理制作

主要阐述了基于矢量地图数据生成具有真实感3维地景纹理的思路和方法,详细论述了在Mapviewer和Photoshop环境下,地形背景纹理的制作,植被纹理的制作,水系纹理的制作以及其它要素纹理制作的方法,并给出了具体的实例.     

新一代水文水资源监测卫星SWOT数据特征、应用与展望

水文水资源监测是对地观测系统的重要任务之一,是支撑新时代水利高质量发展、满足“三水”共治需求和践行“十六字”治水策略的直接有效途径,而卫星遥感技术提供了一种大范围、快速和高精度的数据获取渠道。但是现有卫星遥感在水文水资源应用上存在多星同步观测难、应急响应能力差和易受天气影响等问题,因此美国国家航空航天局于2022年12月发射了地表水和海洋地形卫星（SWOT）,这是全球第一颗通过多传感器协同观测全球陆地和海洋水资源的卫星,预期将极大提升水文水资源监测的时空分辨率和精度。系统梳理了水文水资源监测卫星发展现状、应用和技术难点等概况,并分析了SWOT卫星的参数、科学任务、算法流程和应用产品等内容,对我国后续卫星设计规划和数据处理关键技术有一定的参考价值。     

基于嵌入式实时系统的三维地形仿真研究

针对嵌入式实时操作系统的特点,研究如何在嵌入式实时系统中实现逼真高效的三维地形仿真.针对嵌入式系统实时性强、内存和显存容量有限、缺乏友好的人机交互接口等特点,着重解决如何通过视景体裁剪减少地形块、使用缓冲池和缓存避免内存碎片、以及如何设计一套灵活友好的人机交互控件库和交互接口等问题.论文最后以VxWorks操作系统为平...     

基于恒星运动轨迹的卫星姿态抖动研究

卫星姿态的精度直接影响到地面定位的几何精度,然而由于各种因素的影响,卫星平台不可避免地存在着一定的姿态抖动现象。本文在研究星敏感器定姿过程中恒星亚像素质心时得出,恒星在星图中的轨迹线为一个圆弧曲线和一个约0.298 Hz的抖动的和,为将恒星运动轨迹纳入亚像素质心提取过程提供理论基础。