海岸带潮汐模型支持下的光束法区域网空中三角测量

针对海岸带和海岛(礁)稀少控制区域的摄影测量定位问题,结合海道测量学理论,提出了一种潮汐模型支持下的光束法区域网空中三角测量方法。该方法首先根据摄影时间利用精密潮汐模型计算摄影瞬间水边线上各点的高程值,然后引入水边线上这些高程已知的点,和其他控制点以及连接点一起参加平差,精确确定摄影时影像的空间方位。实验表明,该方法能够提高海岸带和海岛(礁)稀少控制区域岛(礁)、滩涂等要素的几何定位精度。     

区域网平面平差超控外推定位技术验证

以资源三号卫星影像数据为例,基于RPC模型提出利用SRTM辅助的卫星影像区域网平面平差的方法进行超长距离控制外推,来提高无控地区的影像几何定位精度。试验表明,影像原始RPC直接定位精度含有明显的系统误差。在起算影像区域内布设一个控制点进行区域网平面平差,沿轨外推11景(491.62 km)、垂轨外推6景(282.36 km)后,相比原始影像13.335 m的平均定位精度,其外推区域影像的几何定位精度可优于7.5 m,无控区域的整体定位精度有明显提升,验证了该方法的有效性。     

利用空三定位网进行光学卫星影像几何定位

根据卫星重复观测特性提出区域级空三定位网的概念,存储该地区空三成果。新获取影像与空三定位网进行联合区域网平差,实现无(稀少)控制下影像高精度几何定位。与常规区域网平差方法相比,利用空三定位网进行无控制点影像定位精度有所提高;若与常规平差方法达到相同精度,利用空三定位网需要较少控制点。定位网中影像数量、分辨率高于新获取影像,或与新影像有较高重叠度情况下定位结果较高。实际应用中,将某一区域高分影像空三成果存储构成空三定位网,对新影像进行无控(稀少控制)定位,将会提高影像实时化几何处理效率与影像利用率,为影像几何定位提供了另一有效途径。     

Google Earth辅助下的高分辨率遥感影像区域网平差

针对国产卫星境外定位的实际需要,提出利用Google Earth数据量测控制点辅助高分辨率遥感影像区域网平差的方法。首先统一坐标系,将所量测的控制点高程坐标转换为大地高;然后将其视为精度较低的控制点参与平差。试验分为无地面控制点和布设稀少地面控制点两种情况,对于每种情况分别设计不同的试验方案分析Google Earth数据对于定位精度的影响。结果表明利用Google Earth数据辅助区域网平差可以明显提高定位精度,可为缺少地面控制点的境外地区的光学线阵遥感影像几何定位提供新的思路。     

TDI CCD交错拼接推扫相机严格几何模型构建与优化

时间延迟积分电荷耦合器件(TDI CCD)交错拼接推扫相机,是指焦平面上交错成两行排列多个TDI CCD阵列,并采用推扫成像方式的光学相机。为兼顾空间分辨率与地面覆盖宽度,当前较多的高分辨率光学遥感卫星都搭载了此类相机。本文总结了此类相机的成像原理和特点,基于成像瞬间多片CCD共享一套外方位元素的特点构建了该类相机的"整体几何模型"。针对定位过程中的外部误差和内部误差,基于整体几何模型设计了相应的内外误差补偿方案,对该类相机几何模型的优化进行了研究。以8片TDI CCD交错拼接的天绘一号(TH-1)卫星高分相机原始影像为试验数据设计了多组试验对本文方法进行验证。结果表明:本文的整体几何模型可严格描述该类相机的原始几何物像关系;仅进行外部误差补偿时,影像定位精度显著提升,但各分片CCD影像残留有不同的系统误差;仅进行内部误差补偿时,影像定位精度没有显著提升,但各分片CCD影像定位精度的一致性得到明显改善;对内部、外部误差均补偿后,影像在X、Y、Z方向的定位精度皆优于2m,且各分片CCD影像定位精度具备一致性;将计算出的内部误差补偿参数应用于成像时间间隔22d的其他多景影像时仍达到了同样的定位精度。     

多源SAR影像区域网平差的比较研究

本文将有理函数模型(RFM)引入多源SAR遥感影像区域网平差中,并采用多种地面控制点布设方案,对基于严格几何处理模型和带像方仿射变换补偿的RFM区域网平差精度进行了对比分析.试验表明,对于多源SAR影像,在地面控制点较多且分布良好的情况下,基于严格几何处理模型的区域网平差可以获得较好的目标定位结果;基于RFM的区域网平差可以获得与基于严格几何处理模型的区域网平差几乎相当的目标定位精度,且受地面控制点分布和数量影响较小,非常适合稀疏地面控制点情况下的SAR遥感影像几何定位.     

稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法

几何定标采用地面控制点获取距离-多普勒模型中的精确几何参数,用于完成星载SAR影像高精度几何定位。但在广域范围内,特别是高山地区域,控制点极难获取。此外,传统定标方法仅面向单一平台SAR影像,尚不能实现多平台影像的联合几何定标。针对上述问题,本文提出一种基于稀少控制的多平台星载SAR联合几何定标方法。该方法从包含实测控制点的主影像出发,使用点位追踪算法获取主影像与从影像之间的连接点,并以连接点为桥梁逐级完成从影像的几何定标。本文采用京津冀地区南北向分布共计235 km的3景TerraSAR-X、3景TanDEM-X、5景高分三号影像进行联合几何定标试验,仅使用5个控制点即完成了所有影像的几何定标,并利用SF-3050星站差分GNSS接收机采集实测GPS点进行精度评价。结果表明使用稀少控制点定标后的TSX/TDX影像的几何定位精度优于3 m,GF-3影像的几何定位精度优于7.5 m,验证了该方法的有效性和正确性。     

公开DEM辅助的国产卫星影像无地面控制点定位技术研究

在全球测绘的背景下,研究卫星影像在无地面控制点(简称无控)条件下的高精度定位不仅可有效提高作业效率、节省大量人力物力,在战时、应急等服务保障中更是具有极大的实用价值和现实意义。近年来,各种高分辨率、高精度的全球DEM陆续公开发布,这些数据可作为改善卫星影像无控定位精度很好的辅助数据。本文围绕公开DEM辅助国产卫星影像无控定位技术进行研究,提出了基于公开DEM的国产卫星影像无控定位的一整套理论与方法。     

ZY-3卫星异轨立体影像DSM提取精度分析

为充分发掘以ZY-3为代表的国产测绘卫星的效能,本文提出了由不同轨道的前视、后视相机影像构建异轨立体的测绘模式,选取该卫星在不同轨道分别侧摆3.9°和0°成像获取的河南嵩山同一地区三线阵影像,比较了常规同轨立体和本文异轨立体构建方式下的传感器校正级(SC)影像几何定位精度及数字表面模型(DSM)提取精度。试验结果显示,由于基高比条件良好,异轨立体构建方式能够达到与同轨立体相似的几何定位精度,自动提取的异轨DSM与同轨DSM高程精度基本一致。     

资源三号影像无(稀少)控制下的绝对定位技术

从提高卫星影像在稀少控制点下的定位精度出发,本文构建了卫星影像的RPC模型、像方偏差模型和区域网平差数学模型。在无地面控制点时,利用最小二乘算法解算时迭代难以收敛,采用LM(LEVENBERGMARQUARDT)算法时可以解决这一问题,但难以提高平差后的绝对定位精度。在一个地面控制点时,利用35个连接点,采用LM算法进行无控制点下的自由网平差,再用一个控制点进行误差改正。试验证明,对比直接进行RPC模型区域网平差和误差改正,本文方法能取得较好的定位精度。     

利用视线向量修正进行SPOT-5影像高精度立体定位

介绍了SPOT-5卫星影像的严格几何处理模型及视线向量修正的原理,推导了基于视线向量修正的多像光束法平差模型。对SPOT-5影像进行实验,验证了影像系统误差的存在。将视线向量修正法的定位精度与轨道姿态误差直接修正法的定位结果进行对比,结果表明,视线向量修正法仅采用5个控制点就可以获得轨道姿态误差直接修正法采用10个控制点的定位精度。     

利用稀少控制点的线阵推扫式光学卫星在轨几何定标方法

针对线阵推扫式光学遥感卫星,提出了一种基于稀少控制点的在轨几何定标方法。本文方法利用沿CCD方向的两景重叠影像对及影像覆盖区域的稀少控制点数据即可实现内外系统误差参数的高精度解算,进而有效恢复视场内每个CCD探元的光线指向,摆脱了传统方法对昂贵的高精度地面定标场数据的依赖。本文首先在推扫式光学遥感卫星成像机理的基础上建立相应的严格几何成像模型,并对影响卫星影像几何精度的系统误差进行了分析,在此基础上采用一种基于指向角的内参数优化模型构建了适用于本方法的几何定标模型。然后,结合本方法的特点,采用一种分步解算的方法分别对外参数和内参数分别进行了标定。最后,通过一组ZY-3卫星下视相机的真实数据试验对本文方法的有效性及精度进行了对比验证。     

国产高分辨率遥感影像几何定位精度分析

随着卫星、计算机和传感器技术的不断发展,高分辨率遥感影像在国民经济中的作用越来越明显,其高精度几何定位成了获取基础地理数据的关键步骤。本文以资源三号和高分二号影像为研究对象,通过数字正射校正,分析了在无控制点和不同控制点下的国产高分辨率遥感影像定位精度。实验结果表明：资源三号影像在无控制点情况下定位精度满足1∶100 000比例尺数字正射影像图生产要求,在1个控制点时定位精度满足1∶50 000比例尺数字正射影像图生产要求,不低于3个控制点时定位精度满足1∶25 000比例尺数字正射影像图生产要求;高分二号影像在无控制点时能够满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求,在不少于3个控制点时能满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求。     

考虑定向参数精度信息的TerraSAR-X和SPOT-5HRS影像RFM联合定位

卫星影像的RFM模型具有传感器无关的优点,适用于多源影像的几何定位处理,但在无地面控制点条件下联合定位时存在自主定位优势影像难以发挥主导作用且求解易发散的不足。本文通过将影像的先验自主定位精度和成像线性漂移转化为像方定向参数的精度和权信息,建立考虑影像定向参数精度信息的RFM模型。以12景TerraSAR-X和6对12景覆盖面积约为18万km2的SPOT-5HRS立体长条带影像为数据源,对两类影像定向参数先验精度配置偏差、SAR影像升降轨道方向、SAR影像数目、SAR影像分布等因素对定位精度的影响进行了系列定位试验,少量SAR与大范围HRS联合的影像自主定位平面/高程精度可达6.0m/4.2m。本文RFM平差模型无地面控制点定位精度和定向参数求解稳健性相对于传统模型有显著提升,是卫星影像无控制点1∶10万/1∶5万全球测图的一种潜在方法。     

1:5万地形图对海岸带遥感影像精校正能力的实例分析

海岛海岸带卫星遥感调查项目中,需要利用一定数量和分布的控制点对原始遥感影像进行几何精校正,外业测量控制点精度高却费时费力。以1∶5万地形图为例,选取控制点分别对SPOT-5影像进行正射校正,并联合使用实测点和高精度正射影像图进行实际定位精度评定,校正结果基本满足国标对生产1∶5万正射影像图的地物点平面位置定位精度要求,但有个例不能满足908专项《海岛海岸带卫星遥感调查规程》的精度要求。地形图的成图精度、现势性及地图纸质是影响影像校正精度的主要因素,在作业过程中必须辅以一定数量的实测控制点,以保证成果的可靠性和准确性。     

基准影像数据辅助遥感影像几何定位

针对遥感卫星影像几何定位时实测控制数据不足的情况,提出利用影像范围内基准影像数据辅助定位提高精度的方法。由遥感影像匹配得到同名像点,利用高精度影像数据和高程数据获取物方平面和高程坐标后,将其视为精度较低的控制点参与区域网平差,从而实现在不额外增加实测控制条件的情况下提高定位精度。经过在国内外3个地区进行一系列试验,验证了方法的可行性和有效性,对提升线阵遥感影像几何定位精度效果显著。     

HiCORS应用于远海岛(礁)控制测量的可行性研究

对于远海海岛(礁)的基础控制测量,考虑到远海作业的安全问题和工作效率,开展了利用海南连续运行卫星定位综合服务系统(HiCORS)向远海海岛(礁)传递国家坐标的技术可行性研究。基于GAMIT软件,对长基线和短基线同时存在对GNSS控制网基线解算质量的影响进行了分析,并提出了最佳基线解算方案。从算例分析结果可知,远海海岛(礁)与HiCORS联测网基线解的内部精度非常可靠,为GNSS技术在海岛(礁)测绘中的推广应用提供了可靠的技术依据。     

国产单线阵遥感卫星异轨立体定位精度验证

首先介绍了目前主流立体测图卫星的立体成像模式以及立体数据处理中的关键技术;然后利用国产高分辨率光学遥感卫星遥感26号和遥感28号的异轨立体数据进行了基于有理函数模型(RFM)的立体平差实验。实验结果表明,在带控制点的条件下,单线阵遥感卫星异轨立体像对可取得亚m级的平面定位精度和优于2 m的高程精度。     

WorldView-3卫星成像模式介绍及数据质量初步评价

在介绍World View-3卫星基本参数、成像模式、数据产品分级的基础上,选择该卫星北京通州地区的全色多光谱影像开展了影像融合效果评价,同时选择山东潍坊地区的同轨立体影像开展了几何定位精度评价。试验结果表明,World View-3的全色波段与多光谱的5、3、2波段组合后的真彩色融合效果非常好,影像清晰、色彩自然;山东潍坊地区影像无控制点几何定位精度优于其标称的3.5 m,平面定位精度可达1.8 m,高程精度达0.9 m,加入少量控制点后平面定位精度可优于1 m,高程可优于0.5 m。本文对World View-3卫星成像模式及数据质量评价的相关结论,能够为后续国产分米级高分辨率测绘卫星设计和指标论证提供借鉴和参考。     

基于F.Leberl模型机载SAR影像联合平差

机载SAR影像定位时需要进行影像的联合平差,而传统的定位方法需要在地面控制条件较好的情况下才能进行平差。因此采用少量的地面控制点完成影像定位是我们需要研究的问题。论文基于F.Leberl构像模型研究了在控制点较少的情况下进行机载SAR影像联合平差的理论与方法。实验中分别对两景影像和四景影像进行联合平差,实验结果表明随着加密点数量的增加,加密点的精度有所提高,多景影像的联合平差可以减少地面控制点的数量,从而实现稀少控制点条件下的机载SAR影像高精度定位。