线阵推扫式相机高精度在轨几何标定

基于偏置矩阵和探元指向角构建了线阵推扫式相机的在轨几何标定模型,并给出了相应的参数求解方法。分析了线阵推扫式相机物理内参数模型与指向角内参数模型的区别与联系,对物理模型到指向角模型的演化过程进行了推导,分析了偏视场相机与正视场相机在使用指向角模型时的不同,并分别给出了两者的具体计算公式。利用嵩山检校场高精度控制数据和天绘一号高分影像验证了本文的模型和解法。实验结果表明,本文的标定模型和求解方法可解算出稳健可靠的内参数;两次标定结果相比,95%的样本探元沿轨方向的指向差异小于0.1像元,93%的样本探元垂轨方向的指向差异小于0.2像元。经在轨几何标定,影像定位精度显著提升。     

ZY-3卫星姿态插值与拟合方法研究

卫星姿态作为构建ZY-3卫星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,因此研究如何获取卫星成像时刻的三线阵影像扫描行精确姿态具有重要意义。本文分别基于多项式插值方法、多项式拟合方法及球面线性插值方法对ZY-3卫星星上直传精密姿态进行了拟合与平滑,进一步与基于高精度几何定标场反演的对地相机精密姿态进行了比较。研究结果表明,基于欧拉角姿态参数的插值拟合方法同样适用于四元数姿态参数,两者精度相当,且姿态拟合精度可以达到1~2角秒级,为遥感影像高精度几何处理提供精确可靠的外方位角元素。     

国产机载大视场三线阵CCD相机几何标定

发展和应用三线阵CCD（Charge-coupled Device）传感器是当前遥感测绘的一个重要方向，本文针对国内首台自主研制的机载三线阵CCD相机（以下简称GFXJ），开展了国产GFXJ相机几何标定技术研究。首先对比分析了GFXJ相机的成像特点和几何变形因素，在此基础上建立了基于CCD指向角的分段自检校标定模型；然后提出了循环两步法标定方案；最后在中国(嵩山)卫星遥感定标场和黑龙江鹤岗地区获得了多组飞行实验数据，采用循环二步法对GFXJ相机前、下及后视CCD每一像元指向角进行了准确标定，并生成可靠的CCD像点坐标文件。实验表明，本文提出的基于CCD指向角的分段自检校标定模型和循环两步法标定方案对于GFXJ相机具有良好的适用性和有效性，标定后可大幅提高影像无控定位精度；辅以少量控制点进行区域网平差，GFXJ影像定位精度可满足1:1000地形图测图的空中三角测量精度要求。同时本文建立的标定模型和标定方案可为其它机载线阵CCD相机的标定处理提供借鉴。     

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.     

基于稀疏控制点的ZY-3影像几何纠正方法研究

研究在少量地面控制点情况下,利用仿射变换模型、多项式模型、有理函数模型对资源三号卫星(ZY-3)正视影像进行几何纠正。在无控制点参与精度评估情况下,提出利用几何纠正图与地形图叠合显示的方法评估几何纠正精度。研究表明:在少量分布合理的地面控制点下利用有理函数模型对ZY-3进行几何纠正,其几何纠正精度能达到后续应用的需求,具有一定的理论意义与实际应用价值。     

CCD阵列相机的几何标定

提出了一种CCD阵列相机几何标定的多级处理方法。根据几何成像原理,该方法把相机内外部参数分开求解;而在内部参数标定过程中,又把各内部参数的标定分阶段进行。这种标定方法是建立在严格的几何约束关系之上的,它克服了传统的整体参数标定方法中各未知参数的相关性影响,从而保证了标定结果的数据一致性和精度。实验验证了本文方法的优越性。     

高分四号静止轨道卫星高精度在轨几何定标

高分四号是世界上第一颗静止轨道高分辨率光学遥感卫星,高精度的几何定标是确保其成像几何质量的关键。本文分析了静止轨道卫星成像几何误差源及成像区域特点,提出了其严格几何成像模型;并在此基础上提出了静止轨道卫星面阵传感器在轨几何定标模型与定标参数估计方案。本文利用Landsat 8数字正射影像与GDEM2数字高程模型对高分四号卫星进行在轨几何定标,结果表明,通过严格的几何定标,可见光近红外传感器与中红外传感器的内部畸变在沿轨与垂轨方向上均稳定优于1个像素,通过统计分析可知,高分四号静止轨道卫星影像的绝对定位精度会受到成像时间与成像角度的影响而存在显著的波动。     

一种改进的GOCE卫星几何法轨道速度确定方法

对目前常用内插方法确定GOCE卫星速度的精度进行深入分析与比较,结果表明:常规方法在GOCE几何法轨道速度确定中精度欠佳。在分析切比雪夫多项式拟合方法基本原理及算法的基础上,提出含有多余观测量的切比雪夫多项式拟合方法,该方法在获取几何法轨道速度时,通过选取合适的内插节点数,内插精度较常规方法有了很大提高,三维精度可达到0.3 mm/s。新方法能为基于GOCE卫星几何法轨道的重力场恢复提供强有力的支撑。     

资源一号02C卫星全色相机在轨几何定标方法

为提高资源一号02C卫星全色影像几何精度,首先从其严格几何成像模型出发,对成像过程中的几何误差来源及其特性进行分析,在此基础上构建资源一号02C卫星全色相机的在轨几何定标模型;然后,将待定标参数分为内外定标参数,采用分步迭代策略进行解算;最后,基于本文的定标模型及解算方法,利用嵩山定标场提供的高精度参考数据对其进行了在轨几何定标实验。实验结果表明,本文的定标模型及解算方法合理有效,能显著提高资源一号02C卫星全色影像的无控定位精度和有控定位精度;同时,内定标精度优于0.3个像元。     

资源三号卫星在轨几何检校地面靶标铺设关键技术初探

简要介绍资源三号卫星在轨几何检校地面靶标铺设工作的一般流程,对操作中应用的部分关键技术进行介绍,为其他卫星在轨几何检校地面靶标铺设工作提供借鉴。     

高分辨率光学遥感卫星在轨几何定标现状与展望

光学遥感卫星影像在轨几何定标是确保影像几何质量的必要环节。首先介绍了光学卫星在轨几何定标方法的研究现状;然后,对于当前主流的基于地面几何检校场的在轨几何定标方法,结合光学卫星地面分辨率不断提高的发展趋势,阐述了其受限于对参考影像的依赖而存在的问题;最后,论述了无需地面定标场的在轨自主几何定标的发展趋势,并提出了多种基于多角度交叉约束成像的在轨自主几何定标方法构想。     

资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证

南极查尔斯王子山脉实地科学考察的顺利开展需要该区域1:50 000基础地理信息数据作为支撑。国产高分辨率资源三号立体影像为基础地理信息数据的获取提供了必要的遥感数据支持。充分利用资源三号立体数据,在冰、云和陆地高程卫星（the ice, cloud, and land elevation satellite, ICESat）上的地学激光测高系统（Geoscience Laser Altimeter System, GLAS）等多源遥感信息的辅助下,制作了南极查尔斯王子山脉1:50 000基础地理信息成果,并对其进行了精度分析。分析结果表明,数字高程模型（DEM）的高程精度优于5.31 m,数字正射影像图（DOM）成果与南极洲陆地卫星影像镶嵌图比较的较差中误差为16.30 m。因此,在南极地区利用资源三号立体数据集成各种遥感数据制作1:50 000基础地理信息成果是高效实用的。     

适用于资源三号立体影像的空间索引技术研究

资源三号测绘卫星获取的是立体测图实际生产中使用的立体影像,若采用传统的影像数据库管理系统进行存储管理,不能体现立体影像之间的关联关系。为了高效的从海量的资源三号卫星影像中获得可用于立体观测和立体量测的立体影像,本文从空间索引技术入手进行研究。为了体现立体影像之间空间聚集的特性,本文将空间聚类算法引入到空间索引中。首先改进了K均值聚类算法,然后将改进后的聚类算法应用到Hilbert R树索引中。通过实验分析发现,改进的空间索引更适用于资源三号卫星影像的存储检索。     

双镜头镶边处理的"风云四号A星"闪电成像仪在轨几何定标

风云四号A星FY-4A上搭载的新型闪电成像仪LMI能够从静止轨道高度监测和跟踪覆盖东亚大陆大部分地区的闪电活动.LMI使用双镜头设计,在轨成像过程中存在镜头分离误差与内外定向误差,高精度在轨几何定标是确保FY-4A/LMI数据应用的关键所在.使用在轨匹配的控制数据,采用镶边匹配处理技术将FY-4A/LMI内外定标参数与镶边参数一并求解,纠正FY-4A/LMI两个镜头之间指向上的不一致.实验结果表明,相较于直接定位、使用控制点进行分镜头几何定标,FY-4A/LMI使用双镜头镶边匹配处理算法,在轨几何定标的图像定位精度分别从13像元、2像元提升至1.5像元以内,镶边匹配几何定标方法已被广泛应用于FY-4A/LMI图像定位业务化系统的在轨处理.     

针对星敏感器非线性畸变的非参数化在轨检校方法

为了对星敏感器的非线性畸变进行在轨检校,本文提出了一种非参数化的检校方法,该方法以B样条格网的形式表达非线性畸变,不需要预先估计一个参数化的畸变模型,从而可以处理任何形式的畸变。针对星敏感器不同模式畸变的仿真实验表明,本文提出的方法有效、可靠并且具有鲁棒性。     

资源三号02星激光测高仪在轨几何检校与试验验证

我国在资源三号02星上首次搭载了一台用于对地观测的试验性载荷——激光测高仪,开展对地观测的激光测高试验。由于卫星发射时的振动以及入轨后空间环境变化等因素影响,激光测高仪的指向、测距等系统参数相对于发射前地面测量值可能发生变化,从而引起激光的平面和高程误差。本文根据资源三号02星激光测高仪特点,提出了一种基于地面探测器的在轨几何检校方法,该方法构建了以指向、测距为系统误差的严密几何检校模型,以激光测距值残差最小为原则,利用地面探测器捕获的激光光斑位置作为参考,实现系统误差参数高精度在轨几何检校。利用卫星在轨测试期间多个试验场数据进行检校后,以有关DEM数据作为地面参考比对,地形坡度小于2°区域内的激光点高程精度由检校前的100~140m提高到2~3m。利用平坦地区激光足印内少量GPS外业控制点进行验证对比,检校后激光高程测量的绝对精度优于1m。试验结果表明了资源三号02星激光测高仪在轨几何检校方法的有效性和正确性。     

资源三号卫星成像在轨几何定标的探元指向角法

从资源三号卫星（ZY-3）影像严格几何模型出发,通过对星敏感器坐标系下各CCD探元指向角的分析,提出一种ZY-3成像在轨几何定标的探元指向角法。经对嵩山和洛阳两个试验区