IMU/DGPS系统辅助ADS40三线阵影像的区域网平差

推导ADS40航带间外方位元素归一化处理的数学公式,设计一种描述IMU/DGPS系统误差的数学模型,采用改进的定向片内插模型实现ADS40影像的区域网平差.试验结果表明,仅需一个地面控制点,IMU/DGPS数据的定位精度就可显著提高,在四角布设地面控制点的情况下,IMU/DGPS数据与ADS40影像的联合平差可得到优于1.5个像素的3维定位精度;构架航线对平差结果的改善作用有限,在作业中采用的必要性不大.     

机载三线阵影像空中三角测量的关键问题

对机载三线阵影像空中三角测量中涉及的平差数学模型、GPS/IMU的系统误差补偿、对地面控制点的需求以及构架航线的影响四个关键技术问题进行了理论分析与实验验证。ADS40数据的实验结果表明,GPS/IMU的定位误差是系统性的,并主要表现在坐标基准的不同。通过设计适当的数学模型改正GPS/IMU的系统误差,利用低阶多项式或定向片平差,在极少量地面控制点支持下即可达到1个像素左右的定位精度。构架航线对平差结果的改善作用有限,实际作业中不建议采用。     

IMU／DGPS辅助ADS40影像直接定位及其精度分析

阐述了IMU/DGPS辅助ADS40影像直接定位的基本方法,针对不同ADS40扫描条带采用不同的局部空间直角坐标系的现状,推导了航带间外方位元素的统一化处理算法.试验结果表明,ADS40影像直接定位的误差是系统性的,因此在生产作业中引入少量控制点参与平差仍是必需的.     

GPS/IMU辅助机载三线阵影像光束法平差

建立了GPS/IMU观测值与外方位元素之间的数学关系,引入线性多项式、分段多项式和定向片内插3种数学模型用于机载三线阵影像的单航带及区域网光束法平差。ADS40数据的试验结果表明,在少量控制点的支持下,3种数学模型的单航带平差均可取得优于1.1个像素的定位精度,其中定向片内插模型最适合用于三线阵影像的空中三角测量。区域网平差的结果进一步证明,四角布设平高控制点即可得到最优的平差结果。     

GPS/IMU辅助机载三线阵影像光束法平差

建立了GPS/IMU观测值与外方位元素之间的数学关系,引入线性多项式、分段多项式和定向片内插3种数学模型用于机载三线阵影像的单航带及区域网光束法平差.ADS40数据的试验结果表明,在少量控制点的支持下,3种数学模型的单航带平差均可取得优于1.1个像素的定位精度,其中定向片内插模型最适合用于三线阵影像的空中三角测量.区域网平差的结果进一步证明,四角布设平高控制点即可得到最优的平差结果.     

ADS40推扫式数字航摄仪试验研究

ADS40是当今最先进的摄影测量系统之一,它采用推扫式三线阵获取影像,可以提供多种类型的数字影像数据。由于配备IMU/DGPS系统,在一定的基站范围内可以在无控制或少量控制点的情况下进行空三平差,极大地减轻了摄影测量外业控制工作量,缩短了生产周期,提高了作业效率。本文就ADS40的原理、数据处理流程,以及ADS40和常规摄影测量的区别,在精度等方面作了阐述和分析,并就其在我国摄影测量领域内的应用进行了展望。     

POS辅助机载三线阵影像自检校光束法平差

将基于附加参数的自检校光束法区域网平差技术用于机载三线阵CCD传感器ADS40影像的几何定位处理中,分析并建立POS数据的引入模型、两种模式的自检校附加参数模型以及自检校光束法区域网联合平差模型。采用试验场ADS40数据进行不同地面控制点配置的常规和自检校光束法区域网平差试验。结果表明,自检校光束法区域网平差能够有效补偿影像存在的系统误差,显著提高定位精度。     

利用双高度层ADS40影像实现无控制点高精度定位

ADS40是一款目前广泛应用的三线阵机载数字航测相机,集成了高精度的POS系统,大大降低了对地面控制点的依赖。尽管在无控制点时,利用ADS40影像进行空中三角测量的精度已经相对较高,但仍然难以满足大比例尺、高精度测图;常规的方法是引入少量控制点,利用自检校光束法区域网平差来提高ADS40定位精度。本文将结合ADS40相机的特点,利用双高度层的ADS40影像实现完全不依赖控制点的高精度定位。     

POS数据与机载三线阵影像的联合平差

研究了机载三线阵影像与POS位置、姿态同步测量数据联合平差的理论方法;设计了一种描述POS测量误差的数学模型,采用改进的定向片内插模型实现了机载三线阵影像的光束法平差,并利用ADS40影像进行了单航带和区域网平差的实验.结果表明,极少量地面控制点参与平差即可有效提高POS数据的定位精度;在测区3角布设控制点可得到稳定的平差结果,平面和高程精度均优于1.7个像素.高精度的POS数据可有效控制航带模型的旁向倾斜,使得单航带摄影测量作业成为可能.     

徕卡ADS100数字航摄系统无地面控制点空中三角测量精度验证

对徕卡ADS100数字航摄系统进行了简要介绍,使用该系统获取了0.2 m分辨率影像,利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据,并在此结果上进行了空中三角测量。空三时采用了较多控制点、少量控制点和无控制点3种方案,结合外业实测点进行了精度检验,3种方案检查点的平面和高程中误差都在0.2 m左右。检验结果表明,使用ADS100航摄影像,利用CORS基站数据差分解算机载IMU/GPS数据,在无地面控制点的情况下,空三加密精度也能达到相关规范要求。     

高分三号SAR影像广域范围联合几何检校技术

在获取广域范围雷达遥感正射影像图时,需要对区域内每景SAR影像进行几何参数修正,提高SAR影像的定位精度。但在广域范围进行控制点的选取和影像的逐一修正,其工作量巨大,严重影响了SAR影像分析应用的效率。对此,本文提出了一种广域范围联合几何检校方法。该方法在R-D模型的基础上,首先利用少许SAR影像计算其独立的系统级检校参数,其次去除系统级检校参数中大气延迟分量的影响,然后依据最小二乘平差原理获取最优的系统级检校参数,最后利用最优的系统级检校参数对所有SAR影像进行几何检校处理。论文采用覆盖中国中东部地区的32景GF-3SAR影像进行联合几何检校试验,检校后的SAR影像定位中误差优于9 m。试验结果表明:该方法能够提高GF-3 SAR影像几何检校的精度,验证了其有效性和可行性。     

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。     

联合稀疏约束的双通道星载SAR图像重建

摘 要：针对提高星载SAR图像质量的问题,研究双通道星载SAR图像重建模型。由目标散射中心理论和后向散射特性分析,得出SAR图像具有稀疏特性,并且能够用确定性稀疏先验约束表达。将稀疏特性先验从单幅机载SAR图像处理问题中推广引入到两幅星载SAR图像重建问题中,提出基于散射中心稀疏和强散射梯度的双通道正则化重建模型,并采用椭圆抛物面模型估计重建中的降质矩阵,用双下降求解方法求解重建模型。并用Cosmo-SkyMed数据进行了实验验证。实验表明,该重建模型能够提高SAR图像的距离向和方位向分辨率,改善图像质量,提高解译能力。     

利用参数独立分解的星载SAR干涉测量检校方法

在星载干涉合成孔径雷达中,干涉参数的准确性对高程精度起着至关重要的作用。传统干涉测量检校方法往往将影响量级不同的干涉参数组合在一起解算,无法精确获得每项干涉参数的修正量。针对此问题,本文提出一种利用参数独立分解的干涉测量检校方法。首先,根据三维重建模型,确定与干涉SAR测高有关的参数;随后,在确保几何参数精度的前提下,对干涉参数的敏感度进行定量分析;最后,采用独立检校算法解算每一项干涉参数误差,完成干涉测量检校模型的建立。本文选择陕西渭南区域4对TerraSAR-X/TanDEM-X数据进行了试验分析。结果表明,对于该试验数据,采用本文提出的参数独立分解方法,干涉测量检校后干涉结果的高程精度优于2.54 m,平原地区获取DEM的绝对高程精度优于1.21 m,山地地区获取DEM的绝对高程精度优于3.11 m,验证了本文方法的有效性和正确性,为我国平原及山区1∶25 000比例尺的干涉SAR地形图测绘提供了技术基础。     

噪声抑制的多极化SAR海冰图像分割

合成孔径雷达(SAR)海冰图像分割对全球气候研究和保证船舶航行安全具有重要意义。现有的基于区域的马尔可夫随机场(MRF)多极化SAR分割方法,由于受相干斑噪声影响,其区域划分不尽合理,不能有效完成分割。因此,提出一种噪声抑制的多极化SAR海冰图像分割算法,首先在极化总功率图上引入降低噪声的滤波算法,合理划分初始区域,其次考虑区域之间的差异度,从而实现多极化SAR海冰图像的准确分割。以RADARSAT-2和SIR-C获得的全极化海冰图像为实验数据进行验证,结果表明:和其他较先进算法相比,本文算法优势明显,既能高效保持图像连通性,又能增强图像的细节信息,具有更高的分割精度。     

相同侧视方向异轨SAR图像差异化约束连接点提取

为了实现SAR图像区域网平差时连接点的自动稳健提取,面向相同侧视方向、近似平行轨道的异轨SAR图像,针对其方位向相对几何畸变较小、距离向相对几何畸变较大的特点,提出一种采用差异化约束的SAR图像连接点提取方法。该方法在构建SAR图像影像金字塔的基础上,采用增大方位向边长的长方形匹配窗口由金字塔顶层向下逐层进行相关系数匹配,利用方位向强约束、距离向弱约束的差异化随机采样一致性算法剔除误匹配点,并利用方位向全局双线性变换模型与距离向局部双线性变换模型进行下层金字塔影像的匹配点位预测。采用Envisat ASAR图像和国产机载SAR图像分别进行了连接点提取试验,验证了本文方法的有效性。     

基于MRF信息融合的多通道SAR图像变化检测算法

SAR图像变化检测是近几年SAR图像应用研究的新领域,现有的SAR图像变化检测算法大多针对单通道图像数据,而利用多通道SAR图像数据进行变化检测,可以充分利用图像信息,能够得到更好的检测效果。论文研究了基于MRF信息融合的多通道SAR图像变化检测算法,通过融合图像不同通道信息,实现变化检测;并重点论述了算法的基本原理和算法实现过程,通过实验对比,证明了论文提出的算法可以得到较高的检测精度。     

一种基于分布式目标互易性判断的SAR极化定标改进方法

针对极化SAR定标算法中一些分布式目标并不满足互易性的问题,提出一种对分布式目标互易性进行判断的方法。通过计算选取分布式目标的极化散射矩阵与互易子空间的夹角,来进行互易目标的初步选择,并利用相干性来实现最终分布式目标定标样本的选择。实现了对中电38所海南X波段全极化SAR数据的极化定标,实验证明了该方法的优越性。     

利用轨道参数修正的无控制点星载SAR图像几何校正方法

使用距离多普勒模型进行SAR图像几何校正时,卫星轨道误差、系统成像参数误差和DEM高程的误差会影响几何校正精度。本文提出了一种基于轨道参数修正的星载SAR图像几何校正方法。首先利用多项式对卫星轨道进行参数化,然后使用模拟SAR图像与真实SAR图像进行匹配得到控制点来修正轨道参数,最后利用修正后的参数进行几何精校正,从而提高几何校正精度。该方法无需地面控制点,适用于不易于人工测量获取地面控制点地区的SAR图像几何校正,与基于模拟SAR图像匹配并使用多项式改正的几何校正方法相比,本文方法具有更高的精度。使用Radarsat-2图像进行试验,并使用地面实测GPS控制点验证了本方法的有效性。     

一种基于图像边缘特征的SAR斑点滤波算法

合成孔径雷达图像上的斑点噪声会阻碍图像的校准、检验、解译和应用,因此斑点噪声的去除是雷达图像处理的一个重要环节。通常的去噪方法在抑制噪声的同时也使得图像的边缘模糊,细节特征损失。理论和实践表明去除图像的斑点噪声和保持图像的边缘信息是无法同步实现的。为了在去除噪声和保持边缘特征之间进行折衷,本文基于MROA边缘检测算法以及均值滤波算法,提出了一种基于图像边缘特征的斑点噪声滤波算法。实验结果表明该算法能够在平滑图像的同时有效保持边缘特征信息。