高分六号宽幅相机在轨几何定标及精度验证

高分六号宽幅相机能够实现单相机成像幅宽优于800 km,对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。在轨几何定标是光学遥感卫星几何处理的关键环节,直接影响影像的几何质量。本文充分考虑高分六号宽幅相机超大视场的畸变特性以及多谱段的成像特点,提出宽幅相机在轨几何定标方法,采用基于探元指向角的几何定标模型补偿宽幅相机系统误差,通过绝对定标和相对定标方法联合估计各波段的内外定标参数。利用Landsat 8影像、资源三号DSM为参考数据,对宽幅相机进行绝对定标处理,再利用ASTER GDEM为参考数据进行相对定标处理,其几何定标结果表明,高分六号宽幅影像绝对定位精度在3像素左右,内部几何精度能稳定在1像素,且波段间配准精度在0.3像素以内,表明在轨几何定标后高分六号宽幅影像几何质量得到了明显的提升。     

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。     

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。     

高分五号可见短波红外高光谱影像在轨几何定标及精度验证

高分五号可见短波红外高光谱相机(AHSI)作为一颗具有高光谱分辨率的对地观测载荷,对复杂地物具有精确的探测与分类能力,高精度的几何定标对于卫星影像应用至关重要。本文采用了基于探元指向角的几何定标模型,分步解算内外定标参数,并选取多景影像进行实验验证。结果表明:通过严格的在轨几何定标,可见短波红外高光谱影像在无控制点的条件下,平面定位精度优于60 m (2个像素),内部精度优于0.5个像素,波段配准精度优于0.3个像素。     

利用稀少控制点的线阵推扫式光学卫星在轨几何定标方法

针对线阵推扫式光学遥感卫星,提出了一种基于稀少控制点的在轨几何定标方法。本文方法利用沿CCD方向的两景重叠影像对及影像覆盖区域的稀少控制点数据即可实现内外系统误差参数的高精度解算,进而有效恢复视场内每个CCD探元的光线指向,摆脱了传统方法对昂贵的高精度地面定标场数据的依赖。本文首先在推扫式光学遥感卫星成像机理的基础上建立相应的严格几何成像模型,并对影响卫星影像几何精度的系统误差进行了分析,在此基础上采用一种基于指向角的内参数优化模型构建了适用于本方法的几何定标模型。然后,结合本方法的特点,采用一种分步解算的方法分别对外参数和内参数分别进行了标定。最后,通过一组ZY-3卫星下视相机的真实数据试验对本文方法的有效性及精度进行了对比验证。     

遥感测绘卫星全球广域定标定位框架体系

针对我国遥感测绘卫星应用的实际需要,提出国境内实体几何定标检定场与国境外虚拟数字定标场相结合,卫星载荷实测位置/姿态参数与地面大范围基础地理信息几何控制要素相融合,经整体协同处理构建一种全球广域几何定标与地面目标三维定位的基础框架体系,为测绘卫星影像数据的全球应用提供一致的控制基础和可靠的定位基准。全球广域定标定位框架体系的建立,主要解决基于参考椭球面的全球剖分球面网格的构建技术,境内实体几何定标场的设计与实现技术,境外虚拟数字定标场的分布与交叉定标验证技术,以及卫星载荷实测成像参数与大量地面几何控制数据进行天地协同的融合处理技术。本文对涉及的相关技术进行了介绍和分析,并对分项试验验证情况进行了讨论。     

星载多相机拼接成像传感器在轨辐射定标方法

星载传感器在轨辐射定标是定量遥感的核心和基础,其定标精度将直接决定定量遥感产品的质量。但是对于多相机拼接成像传感器而言,现有在轨辐射定标方法无法实现各相机绝对辐射定标与相机间相对辐射校正的一体化处理。因此,本文以高分一号(GF-1)卫星宽视场(WFV)传感器为例,提出了一种基于改进型辐射区域网平差的在轨辐射定标方法。该方法首先利用传统的交叉定标方法获取WFV传感器各相机的辐射控制点信息,然后在同轨相邻相机影像重叠区域中提取辐射连接点信息,最后在考虑相机间相对辐射校正与绝对辐射定标之间的耦合关系后,采用整体平差的方式同时获取各相机在轨绝对辐射定标系数及辐射约束条件方程参数。试验结果表明采用该方法获得的各波段在轨绝对辐射定标系数的相对误差均优于9.34%,同时利用该定标系数能够实现同轨相邻相机影像间相对辐射校正处理,其重叠区域各波段表观辐亮度差异绝对值的平均值均小于1.63 W·m~(-2)·sr~(-1)·μm~(-1)。     

高分五号可见短波红外高光谱相机在轨辐射性能评估

对遥感器及其图像的在轨辐射性能(信噪比、相对辐射定标精度、绝对辐射定标精度和动态范围)评估是检验遥感器定量应用能力的重要任务之一。本文结合高分五号卫星可见短波红外高光谱相机AHSI (the Advanced Hyperspectral Imager)在轨性能评估任务,依据卫星发射以来的在轨测试数据,介绍了AHSI相机在轨辐射性能评估的原理、方法及相应测试情况。测试结果表明:AHSI信噪比可见近红外最高达到近700,短波红外最高达到近500;相对辐射定标精度误差小于0.5%,星上绝对辐射定标不确定度小于3%,场地绝对辐射定标真实性检验精度误差小于5%;动态范围在轨可见短波均可以256档增益精细调整。AHSI在轨辐射性能良好且稳定,能够有效支持后续定量化应用需求。     

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。     

GF-4卫星影像几何定位精度分析

几何定位精度是衡量卫星影像几何质量的一个重要参数。针对高分四号(GF-4)卫星静止轨道面阵成像特点,以Google Earth为参考基准,对在轨测试前后GF-4卫星多光谱相机影像几何定位精度进行评价。重点分析了影像几何定位精度与太阳方位角/高度角和卫星方位角/天顶角/姿态角之间的关系,同时探讨了卫星姿态角/成像时间对相机姿态角误差补偿参数的影响。研究结果可为进一步优化该类型卫星影像成像模型,实现高精度几何定位提供参考依据。     

“天绘一号”传输型摄影测量与遥感卫星

介绍了“天绘一号”卫星的总体方案、技术特点、研制历程和应用概况, 重点介绍了“天绘一号”卫星的技术特点和应用前景, 以便用户了解、熟悉“天绘一号”卫星, 更好使用其各种影像产品, 更好发挥卫星的应用效能。“天绘一号”卫星摄影定位与测图系统采用LMCCD(Line Matrix Charge Coupled Device)测绘体制, 由前视、正视和后视3台全色CCD相机, 3台星敏感器以及1台GPS接收机组成;其中正视相机焦平面上还设计有4个小面阵CCD器件, 用于提高摄影定位的高程精度。卫星摄影测量基高比为1。卫星通过一个高强度、高刚度和高稳定度的测绘光学平台, 将3台测绘相机、3台星敏感器和1台多光谱相机集成为一体, 满足了测绘任务对星敏感器与相机间几何角度关系的高精度及高稳定度要求。在轨测试结果表明, 卫星摄影定位精度优于任务指标要求, 可满足无地面控制点条件下测制全球1:50000比例尺地图要求。     

船载移动激光三维测量系统安置角偏差检校

船载移动激光三维测量系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航测量单元等于一体的多传感器集成系统，具有效率高、精度高、三维测量等特点，可解决码头、河道、海岛礁测绘中传统方法难以测量的难题。船载移动激光三维测量系统的高精度时空同步是实现数据融合和高精度三维测量的保证，安置角偏差检校是船载移动激光三维测量的关键步骤。本文首先分析了船载移动激光三维测量系统中相关坐标系之间的转换关系，提出了一种以桥体为检校场的安置角偏差消除方法。该方法在时空配准的基础上，通过扫描测线内桥体结构的偏移量分别计算侧滚角、俯仰角及航向角的安置角偏差，最后通过控制点验证误差改正后的测量精度。试验结果证明，本文方法易于实施，且具有较高的准确性，能够有效保障船载移动激光测量数据的质量和精度。     

测绘仪器精度的表示与检定

衡量测绘仪器品质高低的指标为测绘仪器的准确度或精度。本文针对相关测绘文献中混用准确度和精度的问题,论述了正确表述测绘仪器精度的方法。鉴于目前有关测绘文献部分名词表述不符合国家标准的情况,建议测绘行业主管部门制定统一标准,以利于测绘行业与其他学科的交流。文中还介绍了国际标准ISO 17123所建议的测绘仪器精度检定方法。     

对中杆倾斜检校的新方法探讨

现代测绘工作中全站仪正在被广泛使用,其配件棱镜对中杆以轻便实用等特点深受测绘工作者的喜爱,然而对中杆的倾斜与否将直接影响测量精度及测绘产品的质量。针对传统的对中杆检校方法繁琐不易操作的特点,本文提出了＂单方向十字交叉法＂和＂仪器脚架法＂这两种简单实用的检校新方法,并对它们的精度及应用领域进行了探讨。     

GPS接收机校准研究与实践

GPS接收机校准对于保证测绘成果质量是十分重要的。从实践出发探讨了GPS接收机的校准内容及方法,对测前准备、测量过程及影响GPS基线解算质量的因素进行了分析,采取了有效措施,提高了检测质量,从而更好地提高了GPS校准精度。     

复数域最小二乘平差及其在POLInSAR植被高反演中的应用

传统的测量观测值都是实数,因此测量平差都是在实数空间中进行的。然而,随着科学技术的快速发展,现代测绘领域中出现了一些用复数表示的观测数据。与实数数据一样,这些复数数据同样面临着如何从带有误差的观测值中找出未知量的最佳估计值的问题。但目前涉及复数观测的数据处理时,主要还是依据观测过程,分步或直接解算,不能考虑观测误差、多余观测信息等。针对这一情况,本文介绍了复数域中数据处理的最小二乘方法,试图将测量平差从实数域推广到复数域,并定量研究了两种平差准则的优劣性。为了了解复数域最小二乘的有效性,本文以极化干涉SAR植被高反演为例,建立复数域平差函数模型和随机模型,构建复数域最小二乘法反演植被高。结果表明该算法反演的植被高结果可靠,其精度优于经典植被高反演算法,且计算简单,易于实现。     

测绘产品质量检验机构能力验证及比对的实施

能力验证和比对是实验室认可机构对检测和校准实验室的通用要求，也是测绘产品质量检验机构所关注的问题。本文阐述了有关认可准则对实验室能力验证和比对的要求，给出了测绘产品质量检验机构实施能力验证和比对的实例。     

无人直升机面阵影像高精度对地定位

为提高无人机对地定位精度，必须对系统进行几何标定与补偿。首先进行了直接地理定位实验，检验系统在不经过任何标定时的直接地理定位精度；然后进行了自由网光束法平差实验，以验证无地面控制点时系统的定位精度；最后进行了POS辅助自检校光束法平差，对内方位元素变化、相机畸变、IMU安置角进行标定和补偿，并验证了系统误差补偿后的直接地理定位精度。实验结果表明，未经几何标定的无人直升机直接地理定位的精度可满足应急条件下测绘保障要求；少量地面控制点的辅助下定位精度远优于1:500比例尺地形图测图的要求，可用于常规测绘生产；系统误差补偿后，直接地理定位精度有明显提升:平面精度提高46.37%，高程精度提高62.49%；系统误差标定和补偿方法正确、有效，无人直升机具有很好的测绘应用前景。     

基于单位四元数的数码相机检校

相机检校是航测工作中的基本组成部分,尤其在使用普通数码相机进行测量工作时,检校工作更为重要。本文将单位四元数引入共线方程进行空间后方交会,用单位四元数替代欧拉角,避免了三角函数运算的复杂性,也避免了三角函数存在奇异性的问题,同时也使得相机检校功能得到了扩展,在地面坐标与像空间坐标存在大旋转角的情况下,亦能正确地解决出相机内方位和畸变参数。     

测绘仪器检核管理系统的设计与实现

本文立足实践，从设计思想、系统框图、主要功能、技术特点、系统评价五个方面，尤其是主要功能(管理模块、校准模块、检定模块、查询模块、打印模块、帮助模块)方面介绍了计算机在测绘仪器校准、检定和管理中的应用。