基于控制点影像数据库的国产卫星影像纠正技术研究

随着国产卫星影像的广泛应用,其影像高效率、高精度的处理变得越来越重要。本文基于控制点和影像数据建立福建省控制点影像数据库,并采用相关系数法进行影像匹配,实现影像控制点的自动提取。结果表明,利用控制点影像数据库进行影像的几何纠正具有较高的精度,可提高生产效率,具有实用性。     

利用直线控制进行非量测相机的几何标定

研究了基于直线特征的非量测相机几何标定方法,依据中心投影影像的几何特性建立了基于直线特征的相机内参数标定模型,并推导了其线性化公式。与常规基于控制点的空间后方交会和几何检校的实验结果对比表明,该方法可以达到与传统方法同等的定位精度,且回避了常规方法物像必须严格对应的问题,为缺少控制点情况下的几何标定提供了另一个可选方案。     

基于高清遥感影像辅助绘制大中比例尺地形图

通过Bigmap下载Google Earth高清卫星遥感影像,在影像上选取像控点并实地采集其坐标值,利用新疆基础地理信息数据坐标转换系统对影像进行几何纠正,最后通过影像与AutoCAD的套合叠加结合实地采集到的野外高程数据,完成影像图的矢量化。由于影像的获取较为方便,精确纠正后用于辅助地形图的绘制可以大大提高成图准确性,降低野外劳动强度,提高工作效率。     

天绘一号三线阵相机在轨几何参数精化

为了找到适合天绘一号卫星三线阵相机在轨几何精化的模型和算法,首先分析了外方位线元素误差在几何参数精化中的影响,然后通过对定姿数据的预处理,消除了其中含有的高频噪声,并用正弦函数补偿了卫星平台飞行过程中的低频抖动,为三线阵相机每个镜头设计了姿态角常差模型。此外,根据传统的附加参数模型,构建了直接以像素坐标为观测值的内方位元素模型,并使用单侧有控外推的方式,确定最佳的精化模型参数组合及求解策略。试验表明,采用本文的精化方案,利用合理分布的控制点,天绘一号能达到平面精度约1 GSD,高程精度约0.8 GSD。     

非量测数字相机实验室几何标定

非量测数字相机的几何标定,包括内方位元素和畸变的精确测定,直接影响其用于航空摄影测量的最终精度。本文研制出一套非量测数字相机实验室几何标定系统。该系统采用平行光管加星点板作为目标发生器,在测量出一组目标点在相机的CCD靶面上的像点坐标及对应的平行光线的入射角后,结合几何标定的数学模型,可以实现相机的高精度几何标定。采用佳能EOS 5D MarkⅡ和哈苏H3D两款典型的数字相机进行了试验与分析。试验结果验证了本文标定方法的正确性以及精度的可靠性。     

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。     

卫星激光测高严密几何模型构建及精度初步验证

采用星载激光测高仪辅助提高卫星立体影像几何定位精度特别是高程精度,已经得到了航天摄影测量界的重视,计划于2018年发射的高分七号卫星上将同时搭载光学立体相机和激光测高仪。虽然,已有相关文献针对美国的ICESat(Ice,Cloud,and land Elevation Satellite)卫星上搭载的地球科学激光测高系统(Geo-science Laser Altimeter System,GLAS)的几何模型和产品精度作了相关介绍,但对其严密的几何定位模型和精度验证目前还没有系统性的阐述。本文较全面地对激光测高卫星的严密几何模型进行了构建与精度分析,并选择ICESat/GLAS的0级辅助文件,采用严密几何模型重现了2级产品的生产过程。将本文计算的结果与ICESat/GLAS的结果进行了对比分析,其中基于几何模型的高程误差约11 cm,平面误差在3 cm以内,表明所提出的严密几何模型的正确性,同时采用新发射的资源三号02星的激光测高数据进行了初步处理和验证。相关结论可为国产高分后续卫星的激光测高数据处理提供参考。     

Nonlinear Behaviour of Coflexip Risers

A modified Newton-Raphson iterative technique is formulated for obtaining the static configuration of the Lazy "S" flexible marine riser between the floater and mid-arch buoy under its submerged self weight and the applied top tension. The geometrically non-linear problem is solved by finite difference with the above technique. The problem is formulated as a regular boundary value problem with specified moments and deflections at both ends. Usually the bending stiffness of the flexible riser made of Coflexip pipe is very low. By use of the above analysis, several flexible riser configurations are analyzed and their characteristic behaviors are investigated. Also, changes in the riser characteristics due to quasi-static motion of the floater end are estimated for the safety of the riser layout.     

Study mobile underwater positioning system with expendable and multi-functional bathythermographs

The purpose of the current study is to introduce a set of mobile underwater positioning systems (MUPS) that will enable non-offshore vessels to execute underwater missions. Besides mobility, the system would also possess the advantage of having to use fewer acoustic instruments than conventional acoustic positioning systems. The method adopted by the system will involve the use of expendable and multi-functional bathythermographs (XBT) to measure the underwater acoustic speed and the depth of water at the same time. Then it must utilize the geometric relations formed by measuring the position of underwater targets at set intervals during navigation. In addition, since sound does not travel in a straight line when underwater, the iteration and convergence method must be used to perform corrections on the transmission speed and positional errors to obtain an accurate coordinate of the underwater target. After simulation testing, the positioning system established by the current study has proven to be fast in converging the error values along with high positioning accuracy of the system. The results of the study indicate that the MUPS built by the research institute can be utilized on a vessel, and will be very helpful in assisting the management of urgent underwater positioning missions.