资源三号卫星境外高精度定位方法研究

针对资源三号卫星境外高精度定位的实际需求,在缺乏境外地面控制点数据的情况下,采用美国华盛顿地区几何定位精度较高的商业卫星WorldView影像作为控制数据对其进行系统误差检校和精度评价。试验表明,资源三号卫星在美国华盛顿地区的平面精度约为16.702 m,高程精度约为2.435 m。在中心布设一个控制点剔除系统误差后,可以显著提高卫星的平面定位精度。     

基于资源三号卫星影像的区域网平差控制点布设方案研究

以资源三号影像作为试验数据,以全野外像控点测量成果作为区域网平差的地面控制点和检查点,利用PixelGrid软件根据不同的控制点布设方案进行区域网平差,分析不同控制点布设方法对资源三号卫星影像平差精度的影响,探索出既能满足平差精度的要求,又能减少外业工作量的合理布点方案。     

资源三号卫星三线阵影像自检校区域网平差

利用卫星的辅助数据构建资源三号卫星影像的严格几何模型。以此为基础,考虑镜头光学畸变、像元尺寸变化和CCD旋转变化等因素的影响,构建附加参数模型;     

SRTM辅助下的RPC模型区域网平差

根据RPC模型和像方仿射变换模型,构建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,利用安平地区的同轨三景影像进行空间前方交会和SRTM辅助下RPC模型区域网平差处理。实验表明,在SRTM辅助下,采用RPC模型区域网平差可提高卫星立体定位精度。     

资源三号测绘卫星影像平面和立体区域网平差比较

针对弱交会条件下卫星遥感影像区域网平差无法正确求解的问题,本文提出了利用数字高程模型（DEM）作为高程约束的平面区域网平差方法提高其对地目标定位精度的策略。首先,选取带仿射变换项的有理函数模型（RFM）作为卫星影像平面区域网平差的数学模型。其次,在平差过程中更新连接点的地面坐标时仅求解地面点的平面坐标,高程值利用DEM进行内插获得。最后,在布设少量控制点的情况下通过平面区域网平差求解所有参与平差的卫星影像定向参数和连接点的地面平面坐标。利用两个地区的资源三号正视影像的平面区域网平差以及前正后三视影像的立体区域网平差的对比试验表明,对于资源三号卫星影像在1:50000DEM的支持下,平面平差可以达到和立体平差相当平面精度。对于近似垂直正视的资源三号影像,全球1km格网的DEM和90m格网的SRTM可以取代1:50000DEM作为高程控制,平面精度几乎没有损失。最终,试验结果证明了平面区域网平差方法的有效性和可行性。     

基于稀少控制点的资源三号HRG卫星影像区域网平差试验

采用稀少控制点区域网平差法对资源三号HRG卫星影像进行试验,并对试验成果DOM进行平面和接边精度检测。结果表明:该方法制作的DOM能满足1∶25000精度要求,可实现对不同轨道、不同时相的资源三号HRG遥感影像进行大批量快速处理与生产,有效解决了控制资料相对较少且分布不均的问题,较好地避免了不同轨道影像之间接边差大导致后续影像镶嵌困难情况的发生。     

资源三号和天绘一号卫星影像联合平差

按照不同的控制点布控方案,对资源三号和天绘一号卫星影像进行联合平差。联合平差结果满足1∶50 000制图及更大比例尺地图的生产更新要求。该方法能提高测绘资源利用率,应用前景广泛。     

利用RPC模型进行IKONOS影像的精确定位

研究了IKONOS卫星影像基于RPC模型的立体定位算法与区域网平差方法。针对立体定位计算过程中RPC(Rational Polynomial Coefficients)模型存在的系统性误差,给出了物方和像方补偿方案。实验结果表明,各种补偿方案均可有效消除RPC模型的系统误差,取得优于1.3 m的定位精度;区域网平差的定位精度可达1.1 m,是最理想的定位方法。     

利用RPC模型进行IKONOS影像的精确定位

研究了IKONOS卫星影像基于RPC模型的立体定位算法与区域网平差方法.针对立体定位计算过程中RPC(Rational Polynomial Coefficients)模型存在的系统性误差,给出了物方和像方补偿方案.实验结果表明,各种补偿方案均可有效消除RPC模型的系统误差,取得优于1.3 m的定位精度;区域网平差的定位精度可达1.1 m,是最理想的定位方法.     

资源三号卫星影像无控制区域网平差

国产高分辨率光学卫星影像的无地面控制精准定位是实现境外大范围区域或大规模遥感应用和中小比例尺测图的前提。针对资源三号卫星(ZY-3)影像的几何特点,以航空摄影测量中约束问题最优化方法"交替趋近法"和基于RFM的最小二乘平差为基础,提出了一种易于并行化、高效的高分辨率光学卫星影像无控制联合区域网平差方法GISIBA(GCP-Independent Satellite Imagery Block Adjustment),通过构建"平均值"虚拟控制点来解决无控制区域网平差中的"秩亏"问题,便于分析无控制区域网平差结果与影像数据的覆盖次数及时相之间的关系。首先,交替趋近法被用来实现并行处理平台基础上的待平差未知数初值的解算、中等尺度以上粗差的自动检测与剔除,并根据计算结果赋予所有未知数一定的先验权值;然后,通过最小二乘法实现大型法方程矩阵的解算,获得满足高精度影像产品生产制作需求的高精度定向参数;最后,利用多组典型区域的ZY-3影像数据试验验证了该方法的精度和实际性能。结果表明,无控制区域网平差达到了优于6.0 m/5.0 m的平面/高程精度,所提方法为全球地理信息资源建设工程、国产光学卫星影像高精度影像产品生产提供了技术保障。     

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-5 HRS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。     

SPOT 5 HRS立体影像无(稀少)控制绝对定位技术研究

研究了SPOT 5卫星HRS立体影像的成像原理,构建了无需地面控制点的直接对地绝对定位模型。实验表明,无控制绝对定位结果存在不同程度的系统误差;利用任意位置的1个地面控制点消除系统误差后即可获得较好的平面和高程定位精度;利用1个地面控制点外推580 km进行绝对定位时,平面定位精度仍优于20 m,高程定位精度约10 m,说明卫星轨道本身具有较好的稳定性,显示了本模型具有良好的应用前景。     

基于资源三号卫星影像的无控大范围数字表面模型快速制作

作为重要的地理信息,数字表面模型具有非常广泛的应用前景,我国成功发射的资源三号卫星,不但填补了立体卫星测绘的空白,而且能够得到高分辨率的卫星遥感影像。本文基于资源三号卫星影像,简要介绍了无控大范围数字表面模型快速制作流程,并以此得到典型地区三维影像图,为数字表面模型在各行业的应用及发展提供重要支持。     

资源三号和天绘一号卫星影像无控联合平差精度分析

近年来国产卫星传感器类型日益丰富,使用自主可控的国产卫星影像进行生产和研究的需求越来越大,多源国产卫星影像联合平差的精度分析显得尤为重要。本文针对在立体测图生产中,资源三号卫星影像在时相较旧、噪声较大、云覆盖和摄影漏洞等特殊困难的条件下,利用天绘一号卫星影像进行补漏生产的情况,最终分析并验证了两者无控联合平差的可行性和成果精度。     

卫星遥感影像的区域网平差成图精度

从卫星遥感影像区域网平差模型出发,利用卫星影像附带的RPC模型以及像面的3种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,对某地区4景IKONOS影像进行直接空间前方交会处理,获得满足1:10万成图精度要求的加密点;利用该4景影像进行无地面控制点的区域网平差处理,获得满足1:2.5万成图精度要求的加密点;利用4角点位置的控制点进行区域网平差,获得满足1:1万的成图精度要求的加密点.试验证实,卫星影像的区域网平差技术在卫星遥感对地目标定位中有较好的应用前景.     

卫星遥感影像的区域网平差成图精度

从卫星遥感影像区域网平差模型出发,利用卫星影像附带的RPC模型以及像面的3种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,对某地区4景IKONOS影像进行直接空间前方交会处理,获得满足1∶10万成图精度要求的加密点;利用该4景影像进行无地面控制点的区域网平差处理,获得满足1∶2.5万成图精度要求的加密点;利用4角点位置的控制点进行区域网平差,获得满足1∶1万的成图精度要求的加密点。试验证实,卫星影像的区域网平差技术在卫星遥感对地目标定位中有较好的应用前景。     

直线特征约束的资源3号卫星影像自检校平差

针对控制点获取较困难地区卫星影像定位精度不高的情况,对直线特征作为控制信息提升卫星影像定位精度进行了研究。以"像方直线上任意一点必然位于物方直线和投影中心所构成的平面"作为几何约束条件,通过对直线的参数化表示,建立了基于直线特征的共面模型;在该模型基础上,针对航天传感器的成像特点,分析建立了8标定参数的内方位元素模型和简化的外方位元素模型,最终构建了直线特征约束的卫星影像自检校平差模型。利用资源3号(ZY-3)卫星获取的华盛顿地区数据对构建的平差模型进行实验验证。结果表明,该模型能够解决缺乏地面控制点地区影像定位精度差的问题,可达到与常规自检校平差相同量级的精度。     

SRTM约束的无地面控制立体影像区域网平差

针对SRTM(shuttle radar topography mission)数据在平坦地形或局部区域的高程精度远远高于其标称精度的特点,研究设计了一种无地面控制条件下利用SRTM作为高程约束的立体区域网平差方法。通过构建一个较大范围区域网并匹配密集连接点,将SRTM作为连接点物方高程初值,并在平差解算过程中确保分布于地形平坦区域(根据经验,在该类区域SRTM精度较高)的连接点的物方高程严格趋近SRTM高程,最终实现大范围区域内影像高程精度的整体提升。通过以覆盖湖北省全境的资源三号卫星三线阵立体影像作为试验影像的试验验证表明,采用该平差方案,在无地面控制点条件下资源三号立体影像的高程中误差从7.2m提升到2.0m,其中地形平坦区域高程中误差1.44m,山地区域高程中误差3.0m,达到了我国1∶25 000比例尺测图应用的高程精度要求。     

不同类型卫星影像区域网平差方法

传统卫星影像纠正常针对单景影像,且需要一定数量的外业控制点作为参考,严重制约了正射纠正效率。本文提出了一种卫星影像区域网平差方法,利用影像间的连接点进行RPC模型的前方交会,并用少量控制点进行仿射变换,实现了多轨多景卫星影像的区域网平差。经测试,本文方法可有效减少外业控制点,提高卫星影像正射纠正效率。