基于视线向量修正的SPOT-5立体影像定位方法

简要叙述SPOT-5影像的严格成像模型,提出基于视线向量修正的SPOT-5立体定位方法。通过对SPOT-5影像的试验,验证系统误差的存在,利用少量控制点对视线向量进行修正后能够有效地消除系统误差,提高SPOT-5影像的对地目标定位精度,目标点可达到1.5 pixels的总体定位精度。     

一种简化视线向量修正的天绘一号卫星影像立体定位方法

根据天绘一号卫星三线阵传感器成像原理,构建了天绘一号卫星影像的严格成像模型。通过对卫星姿轨数据分析,提出利用一次线性函数拟合姿态数据,以抵消姿态数据中的高频和低频误差的影响;同时在视线向量修正模型的基础上提出了非指向角形式的简化视线向量修正模型,并分析了控制点个数及分布对定位精度的影响。实验表明,提出的简化视线向量修正模型可以达到视线向量修正模型同样的精度;在利用线性拟合后的姿态数据进行简化视线向量修正的立体定位时,4个地面控制点即可使X方向、Y方向和Z方向定位精度优于5 m。     

基于偏移矩阵检校的SPOT-5遥感影像高精度直接定位

对于高分辨率遥感卫星,由于相机与卫星平台之间存在安装偏差而导致相机坐标系和卫星本体坐标系之间的不一致性,以及星历和姿态数据误差等综合误差将会对影像的定位精度产生影响。通过建立偏移矩阵检校模型,利用至少两个控制点对偏移矩阵进行检校,将检校的偏移矩阵用于影像直接定位可以提高定位精度。利用SPOT-5某地区影像数据对模型进行了实验验证,结果表明,偏移矩阵检校模型可以很好地减弱影像系统误差,从而验证了模型的可行性和正确性。     

一种鲁棒的RFM模型定位精度优化方法

针对传统有理函数模型(RFM)系统误差补偿方法局限于姿态角误差小、相机视场角小的情况,提出了一种鲁棒性更好的卫星影像定位精度优化方法。该方法首先通过影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,再根据视线向量恢复出成像时刻虚拟外方位元素;然后对恢复的虚拟外方位元素构建误差补偿模型;最后根据控制点信息求解出模型参数后更新RPC文件。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统方法的近似假设和条件限制。采用仿真数据和真实数据进行试验的结果表明:当姿态角误差较小时,该方法可达到与传统方法相当的精度;当姿态角误差较大时,可达到比传统方法更高的精度。     

基于姿轨参数的高分辨率卫星遥感影像定向模型

文章在基于传统姿轨参数的高分辨率卫星遥感影像定向模型基础上,用轨道半径变化率代替轨道偏心率和近地点幅角,并通过差商内插法求解姿轨参数的偏导系数,使平差所需控制点减少为4个.对SPOT-5HRG影像的试验表明,影像定向后像方检查点中误差小于±2pixels,对地定位精度可满足1∶50 000比例尺测图要求.     

高分辨率卫星遥感影像的姿态角常差检校

简要叙述高分辨率卫星遥感影像的严格几何模型,建立影像姿态角常差检校模型。通过对来自SPOT-5, QuickBird两种不同卫星遥感影像的试验,验证影像姿态角常差的存在。利用单个控制点检校出的常差值对角元素进行补偿后,明显提高卫星遥感影像的对地目标定位精度,目标点平面位置可达到4 pixels的精度水平。     

附加视线向量修正的卫星影像区域网平差

针对传统有理函数模型(RFM)区域网平差方法局限于姿态和轨道测量误差小、相机视场角小及影像交会角良好的情况,提出了附加视线向量修正的卫星影像区域网平差方法。首先利用影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,其次根据该视线向量恢复成像时刻虚拟位置和姿态信息,然后对恢复的虚拟位置和姿态构建误差补偿模型,最后通过最小二乘方法整体解算模型参数和连接点物方坐标。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统区域网平差方法的近似假设和条件限制。通过对模拟数据以及多套测绘卫星和非测绘卫星数据进行试验的结果表明,该方法处理大姿态角误差、大视场角以及弱交会角等各种严苛条件下的卫星影像能达到比传统方法更好的效果。     

SPOT 5无控制和基于严密成像模型定位的研究

以SPOT5高分辨率遥感影像为例,充分利用SPOT5辅助数据文件（Metadata.dim）中的位置和姿态数据,采用精确拟合推算出影像外方位元素的初值,通过一定的地面控制点,以经典的多中心投影共线方程作为条件,建立条件方程式,进行条件平差,解算出一个修正的矩阵,该矩阵包含了相机与卫星平台之间的夹角,以及轨道等多种因素所引起的误差,然后利用建立的模型进行定位。与SPOT5无控制定位相比,该方法对定位精度有显著改善。     

利用偏置矩阵提高天绘一号卫星影像定位精度

受卫星姿态、位置精度以及传感器安装误差的影响,卫星对地定位会不可避免地产生系统误差。将定位系统误差归结为偏置矩阵,并推导了基于共线方程的表达形式。针对天绘一号高分辨影像进行实验,结果表明,该系列影像利用辅助姿态轨道数据直接定位时,存在不容忽视的系统误差;采用少量地面控制点可以解算偏置矩阵,从而将定位精度提升一个数量级,同时偏置矩阵对一定时间内的其他影像也有纠正作用。     

缺少控制点的SPOT-5 HRS影像RPC模型区域网平差

从卫星遥感影像区域网平差的模型出发，利用SPOT-5影像附带的参数拟合RPC模型参数，根据RPC模型和像面的仿射变换模型建立了卫星遥感影像区域网平差的数学模型。按照所构建的数学模型。对两个地区SPOT-5HRS影像进行直接空间前方交会和缺少控制点的区域网平差处理。试验证明了本文模型的可行性。     

缺少控制点的卫星遥感对地目标定位

从单线阵推扫式传感器的成像机理出发，利用6个卫星轨道开普勒参数和3个传感器姿态角建立了推扫式卫星遥感影像坐标与其地面点在地心坐标系下的坐标关系式，即构像方程。按照所建立的构像方程，对某地区一景SPOT-5影像进行对地目标定位，获得了实地上83．392m的平面精度；利用单个地面控制点对卫星轨道开普勒参数和传感器姿态实施调整后，目标定位精度提高到14．217m。试验证实，所建立的构像方程是正确的,在卫星遥感对地目标定位中有较好的应用前景。     

利用半参数估计进行卫星影像定位

针对参数模型的局限性,提出了利用半参数模型的卫星影像定位方法。利用SPOT-5、IKONOS影像进行实验,分别采用严格成像模型和有理函数模型进行立体定位,实验结果表明:无控制点的情况下,采用半参数模型进行立体定位,SPOT-5的估计结果普遍优于参数估计,IKONOS的平面点位误差较小,其平面点位的半参数模型估计精度与参数模型基本相当,而高程的半参数模型估计精度要优于参数模型。     

本期导读

缺少控制点的SPOT-5 HRS影像RPC模型区域网平差(李德仁，等)从卫星遥感影像区域网平差的模型出发，利用SPOT-5影像附带的参数拟合RPC模型参数，根据RPC模型和像面的仿射变换模型建立了卫星遥感影像区域网平差的数学模型。按照所构建的数学模型，对两个地区的SPOT-5 HRS影像进行     

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。     

ALOSPRISM影像的姿态角常差检校

根据ALOS卫星PRISM传感器的成像原理,构建严格几何模型进行直接定位.通过对ALOS PRISM 3景不同时间的影像进行实验,验证了姿态角常差的存在,并建立影像姿态角常差检校模型对其进行校正.利用1个控制点改正姿态角常差后,定位精度提高显著.     

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。     

高分辨率卫星遥感影像姿态角系统误差检校

简要介绍高分辨率卫星遥感影像的严格几何处理模型,提出较为严密的影像姿态角系统误差检校模型。通过对SPOT-5、CBERS-02B两种卫星遥感影像的试验证实模型的正确性和方法的有效性。对影像姿态角系统误差进行补偿后,可明显提高卫星遥感影像对地目标定位的精度,且优于影像姿态角常差检校的效果,目标点平面定位精度达到了±(2～3)像素的水平。     

高分辨率遥感卫星无控制定位改进模型及应用

本文从单线阵CCD推扫式成像机理出发,以SPOT5卫星为例,充分利用其辅助数据。阐述了利用改进椭球体模型进行无控制点定位算法,按照构建的成像模型对某地区一景SPOT-5影像进行无控制对地目标定位,获得了实地上41.70298m的平面精度;利用两个控制点对其进行修正后达到了17.1677m的平面精度。     

长条带卫星线阵影像区域网平差研究

首先比较基于轨道参数和基于卫星状态矢量的航天影像定位轨道模型,提出一种针对非精密星历数据的轨道拟合与状态矢量插值方法,并在飞行坐标系中建立适合长条带卫星影像定位的轨道修正模型。其次,分析地球自转对卫星线阵影像严密定位建模的影响,通过对姿态航偏角的适应性处理,直接在地固地心直角坐标系中建立了基于卫星状态矢量的航天线阵影像构像方程和区域网联合平差模型。论文以中国西部测图工程的塔里木盆地4对(8景)SPOT5/HRS长条带立体影像为数据源,针对不同控制点数目与分布,进行了不同方案的组合定位试验。结果表明:稀少控制点条件下检查点统计精度达到了8.09m。     

一种基于实践九号卫星的快速系统误差补偿技术

直接利用光学遥感卫星的严格成像模型对地面点进行定位,定位误差与卫星姿态测量误差有关,其中包括地球自转引起的偏流角误差和姿态角常差。偏流角误差可以根据星历数据予以有效消除,而姿态角常差一般要利用少量控制点进行消除。基于此,在消除偏流角的影响下,这里采用了一种改进的四元数算法——P-H算法用于快速计算姿态角常差,并对系统误差进行补偿。该技术较常用的欧拉角解算,具有原理简单,计算速度快和结果稳定的特点。通过实践九号卫星影像的实验表明,运用该技术能快速和大幅度提高卫星在稀少控制点情况下的定位精度。