基于RFM的广义立体像对构建方法研究

以基于多源遥感数据的三维重建为研究目标,针对覆盖同一区域的多源遥感数据,提出广义立体像对的概念,并以此概念为前提,研究了基于有理函数模型的广义立体像对空间前方交会数学模型。最后在模型算法研究的基础上,结合现有多源遥感数据,对广义立体像对的构建和地面目标三维重建的精度进行实验分析,验证广义立体像对的计算精度与可行性。     

多种广义立体像对空间前方交会模型计算精度比较

本文依据广义立体像对的概念,利用覆盖同一区域的异源遥感数据分别作为左右影像,构建起该区域的广义立体像对,并以RFM模型为基础提出几种基于RFM的广义立体像对空间前方交会模型,结合现有影像数据,依次利用各空间前方交会模型进行地面三维坐标计算,进而针对各模型的计算精度进行了实验对比,并对精度影响因素进行了分析与探讨。最终证明了广义立体像对空间前方交会模型的计算精度能够满足遥感影像制图生产要求。     

基于空间几何原理的空间前方交会改进算法

空间前方交会是摄影测量学重要的概念,通过空间前方交会可以确定待定点的物方空间坐标。在空间几何解析的基础上[1],根据摄站点、影像点、物方控制点坐标的空间几何关系计算像控点的空间坐标,然后求解待定点的像点空间坐标,从而在物方空间坐标系中进行空间后方交会计算。该方法表达形式直观,便捷实用,并通过实例验证该算法的有效性和正确性。     

基于“嫦娥”卫星三线阵CCD立体相机的月球表面三维建模

＂嫦娥＂卫星三线阵CCD立体相机是实现月表地形观测的重要荷载,其以前、正、后视3种视角对月表进行连续扫描,获得南、北纬70°范围内3种不同倾角的二维推扫影像。在无月面控制点、卫星位置和姿态数据的条件下,基于数字摄影测量理论提出一种建立月表三维模型的方法：通过影像匹配获得前、正、后视二维推扫影像中的立体像对的像点坐标,在此基础上结合用准控制点后方交会解得的嫦娥卫星的空间位置和姿态数据,通过前方交会的方法解算出像元对应月面点的月球表面数字高程模型（DEM）径向高度数据,进而得到月表高程拟合模型、等高线分布图等,实现月表三维模型的建立。     

一种异源多视影像的立体定位方法

针对如何最大可能地联合现有的海量主被动遥感数据进行复合式立体定位处理、摆脱传统同源光学立体数据源限制的问题,该文提出一种异源多视遥感影像的立体定位方法,将任意数目比例的、具有共同重叠区域的多幅CCD和SAR影像纳入到统一的立体构像体系中。通过一系列算法设计包括统一有理函数模型(RFM)构建、基于RFM的像方立体平差、立体空间前方交会等,以及同源两视和异源多视两种观测组合下的立体试验,证明本方法摈弃了传统同源立体对数据源的苛刻限制,充分发挥了CCD和SAR载荷的互补优势,同时确保了最终立体定位的精度。     

一种单像外方位元素的稳健估计方法

获取影像外方位元素是摄影测量学一直要解决的问题,传统的单像空间后方交会利用测量控制点来计算外方位元素,但是很多情况下用于计算的数据是包含粗差的,粗差出现的概率约占1%~10%。本文设计了一种稳健的单像空间后方交会计算方法,把控制点坐标作为未知参数对待并线性化共线方程,最终达到了剔除粗差的目标,提高了计算结果的可靠性,可得到控制点及像点坐标的精度评价。     

联合LoFTR与自适应IRLS的立体测绘卫星高程误差检查

立体测绘卫星产品精度受多种因素的影响,采用一定的技术手段对立体像对接边的平面高程误差进行准确和全面的量测,不仅可以有效保障测绘产品的生产质量,还有助于检查影像内部可能存在的畸变和异常。本文提出了一种立体测绘卫星高程接边误差检查方法,首先通过LoFTR算法对具有重叠的异轨立体卫星像对进行特征匹配后获取大量的高精度匹配点;然后找出能够分别在两个像对上进行前方交会的匹配点,并计算这一位置的高程接边误差;最后通过自适应迭代再加权最小二乘法(IRLS)方法对单一区域中的匹配点对应的高程接边差的平均值进行稳定性估计,剔除检查结果中的异常值,得到可信结果。通过国产资源三号立体像对和高分七号立体像对的试验,证明了该方法达到的精度水平足以满足立体测绘卫星高程误差检查的精度需求,并验证了该方法的有效性。     

数字近景摄影测量中人工标志点快速自动匹配

针对数字近景摄影测量中的人工标志点快速自动匹配问题,提出了一种基于双片空间前方交会的匹配算法。首先,通过计算投影线间的最短距离确定一组初始匹配点;然后通过双片空间前方交会计算相应物方点坐标;最后反求该物方点坐标在其他像片上的像点坐标,通过比较该像点与初始匹配点的坐标差确定同名像点。两组实验均证明,该算法计算速度快,具有高匹配率和低误匹配率。     

数字近景摄影测量中人工标志点快速自动匹配

针对数字近景摄影测量中的人工标志点快速自动匹配问题,提出了一种基于双片空间前方交会的匹配算法。首先,通过计算投影线间的最短距离确定一组初始匹配点;然后通过双片空间前方交会计算相应物方点坐标;最后反求该物方点坐标在其他像片上的像点坐标,通过比较该像点与初始匹配点的坐标差确定同名像点。两组实验均证明,该算法计算速度快,具有高匹配率和低误匹配率。     

一种基于序列立体观测的非合作目标位姿监测方法

非合作目标的位姿监测,是空间目标态势感知的重要内容之一。本文提出了一种基于立体观测的非合作目标位姿变化监测方法,采用单目观测序列提取Harris角点,运用金字塔稀疏光流法对其进行运动跟踪,利用影像匹配和前方交会获取运动点三维坐标,最后将运动点坐标带入运动方程解算目标位姿变化。半实物仿真试验结果表明:相机距目标距离约为2.5 m时,位置变化检测精度优于2.5 mm,姿态变化检测精度优于0.5°。相比于基于先验信息和特征提取的传统方法,该方法基本满足对非合作目标监测、跟踪、绕飞时位姿测量需求,且在适应性和精度上均有提高。     

一种三步抗差方案的设计

抗差估计的关键是选择恰当的极值函数ρ（．）或ψ（．）函数。本文针对抗差估计涉及的几个重要问题，提出一种新的抗差方案的构想。新的抗差方案试图实现如下三阶段目标；１）选取抗差性能很强的初值，包括定位参数和单位权中误差的初值。２）综合抗差，即要求能实现系数阵空间和观测空间同时抗差，能解决相关观测抗差估计问题，实现定位参数与单位权中误差的联合抗差。３）剔除粗差，给出有关估值的准确统计特性。     

POS辅助航空摄影测量多片直接对地目标定位的质量分析

以基于共线条件方程的空间前方交会理论为基础,建立POS辅助航空摄影测量的多片直接对地目标定位及其质量评价模型,并对摄自不同地区多种摄影比例尺的实际影像进行试验。试验结果表明:利用POS系统提供的影像外方位元素进行多片直接对地目标定位,完全能够满足我国现行规范对不同比例尺各种地形测绘的精度要求;并且,随着每航带交会影像数目和航带条数的增加,目标点的定位精度逐渐提高,多片直接对地目标定位的可靠性亦逐步提高。因此,利用POS系统提供的影像外方位元素进行多片直接对地目标定位时,综合考虑待定点在全测区内的所有成像影像是必要的。     

概率积分法参数的稳健估计模型及其应用研究

将稳健估计理论应用于矿山开采沉陷预计参数的求取,建立了概率积分法稳健求参数学模型,并编制了相应的稳健求参计算软件。利用峰峰矿区开采沉陷实测资料进行人工异值干扰求参实验,结果表明是国家采用稳健求参技术可降低异值或粗差的干扰,克服常规的最小二乘法拟合求参时常出现的结果发散问题,保证了求参结果的可靠性和稳健性。     

t型抗差估计及其在测量平差中的应用

将近年来统计界提出的并有较深入理论研究的t型估计引入测量数据处理中,提出了Gauss-Markov模型的t型抗差估计,给出了相应的EM算法,并进行了模拟计算。计算结果显示,t型抗差估计计算快捷稳定,收敛性好,并且t型抗差估计受粗差影响不大,具有较好的抗差能力。     

基于等价分析法的稳健估计权函数设计

在观测值中加入粗差，粗差的影响可以通过调整观测值的权加以消除，对含有粗差的观测值利用稳健估计处理后的平差结果应与加粗差前的利用最小二乘原理处理的平差结果一致，依据这样的思想，本文利用间接平差函数模型，借用经典最小二乘原理，推导出了基于等价分析方法的稳健估计的等价权函数。     

尺度参数的Lp估计与精度评定

根据定位参数与尺度参数的联合Ｍ估计,导出了尺度参数的Ｌｐ估计;当ｐ＝２时,与最小二乘估计一致,观测数据服从正态分布时,为最优无偏估计;由于尺度参数Ｌｐ估计的影响函数为无界函数,估计不具抗差性,但把残差Ｗｉｎｓｏｒ化,作者得到了尺度参数的抗差Ｌｐ估计;依据定位参数的协方差阵,可进行Ｌｐ估计的精度评定。这些结果对于Ｌｐ估计的研究和应用具有一定的参考价值。     

自适应抗差最小二乘估计

抗差估计与最小二乘估计在相应条件下各具优点。特定的抗差估计极值函数只在特定的污染分布条件下显示其抗差性和优效性。本文研究最小二乘估计，抗差估计以及抗差估计类之间的自适应估计问题。重点讨论了适于测量平差计算的误差分布检验量以及自适应抗差极值函数和权函数的构造与选择，最后人出了自适应抗差最小二科解算积式。     

基于中位参数初值的等价权抗差估计方法

等价权抗差估计法保留最小二乘估计处理正常观测值的优良特性,但其抗差性与初值关系极大,若用最小二乘估值作初值,必定会影响其抗差性.中位数法具有很好的抗差特性,但它只用部分观测数据计算参数估值,丢失大量有效信息.基于中位参数的抗差估计方法,在有限样本时,给出其崩溃污染率的估算方法.根据中位参数法和等价权抗差估计法的各自优点...     

抗差估计的选权迭代法分析与比较

在抗差稳健估计中,选权迭代法应用最广,较易理解,M估计法计算简单。基于M估计的基本理论,深入分析Huber、Hampel、IGG3种常用的选权迭代法,并利用水准网数据,分析这3种常用选权迭代法的适用范围和相应的抗差效果,表明IGG法比其他两种的抗粗差效果要好,且易实现。     

测量平差模型的抗差最小二乘解及影响函数

抗差Ｍ估计是使用最广泛、计算较简明的抗差估计法。基于多维Ｍ估计原理，本文建立了经典测量平差函数模型的抗差解，并推导出相应的误差影响函数；为了使抗差估计适于不同类型以及不同先验精度的各类观测值的混合平差，将使用等价权原理构造抗差最小二乘解式。