本發(fā)明屬于光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)領(lǐng)域，具體涉及基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法。

背景技術(shù)：

1、在軌幾何定標(biāo)是光學(xué)遙感衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)高精度幾何定位的關(guān)鍵一環(huán)。衛(wèi)星經(jīng)過發(fā)射時(shí)的震動(dòng)環(huán)境和入軌后長期的空間環(huán)境，其由多個(gè)傳感器組成的相機(jī)結(jié)構(gòu)變化、星敏慢漂等均會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星幾何定位精度下降，必須要在入軌后及在軌運(yùn)行期間定期進(jìn)行幾何定標(biāo)，更新定標(biāo)參數(shù)以保證影像產(chǎn)品的定位精度。

2、傳統(tǒng)的光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)通常基于幾何定標(biāo)場(chǎng)通過衛(wèi)星成像獲取定標(biāo)場(chǎng)影像數(shù)據(jù)，通過建立基于探元指向角的幾何定標(biāo)模型，并利用幾何定標(biāo)場(chǎng)高精度dom、dem數(shù)據(jù)進(jìn)行控制點(diǎn)影像匹配，提取高精度控制點(diǎn)對(duì)，進(jìn)行相機(jī)內(nèi)外方位元素迭代標(biāo)校，完成幾何定標(biāo)?；玖鞒倘鐖D1所示。

3、本發(fā)明相比傳統(tǒng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，傳統(tǒng)方法針對(duì)窄視場(chǎng)條件下，一次可獲取相機(jī)傳感器全視場(chǎng)范圍內(nèi)的無云數(shù)據(jù)，進(jìn)而可開展基于高精度幾何定標(biāo)場(chǎng)的幾何定標(biāo)工作。但針對(duì)幅寬高達(dá)幾百公里的高分辨率超大視場(chǎng)成像相機(jī)傳感器，無法一次獲取全視場(chǎng)范圍內(nèi)覆蓋所有片的無云數(shù)據(jù)，需要利用多次成像數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合幾何定標(biāo)處理，但不同次成像時(shí)，衛(wèi)星的軌道、姿態(tài)、行時(shí)等測(cè)量誤差存在差異，容易引起內(nèi)外方位元素標(biāo)定不一致性，從而導(dǎo)致片間拼接圖像錯(cuò)位和幾何定位偏差的問題。因此本發(fā)明提出了基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是提供基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，解決由于利用多次成像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何定標(biāo)引起的內(nèi)外方位元素標(biāo)定不一致性，導(dǎo)致片間拼接圖像錯(cuò)位和幾何定位偏差的問題，從而最終解決高分辨率超大視場(chǎng)成像圖像在軌幾何定標(biāo)的問題，獲取高精度幾何定位圖像。

3、(2)技術(shù)方案

4、為達(dá)到上述目的，解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

5、基于多模態(tài)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，包括以下步驟：

6、步驟1，單次衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的幾何定標(biāo)，以高精度幾何定標(biāo)場(chǎng)數(shù)據(jù)為參考，構(gòu)建無云區(qū)域的幾何定標(biāo)模型，通過幾何定標(biāo)模型解算，獲取相機(jī)成像單個(gè)無云區(qū)域傳感器內(nèi)對(duì)應(yīng)每個(gè)像元的內(nèi)方位元素和相機(jī)外方位元素。

7、步驟2，兩次包含重疊區(qū)域的無云衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)幾何定標(biāo)，基于重疊區(qū)域首次標(biāo)定的內(nèi)方位元素，采用單次衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)幾何定標(biāo)模型，計(jì)算獲得第二次成像傳感器對(duì)應(yīng)的相機(jī)外方位元素；然后利用相機(jī)外方位元素，對(duì)第二次成像沒有重疊的傳感器進(jìn)行內(nèi)方位元素標(biāo)定。

8、步驟3，利用其它次成像數(shù)據(jù)與第一次或第二次成像數(shù)據(jù)存在重疊區(qū)域，利用步驟二的方法，獲取其它次成像數(shù)據(jù)的外方位元素和其它所有傳感器的內(nèi)方位元素。

9、步驟4，基于獲取的全視場(chǎng)范圍內(nèi)的內(nèi)方位元素，通過重疊區(qū)域連接點(diǎn)，建立外方位元素整體校正模型，將多次外方位元素定標(biāo)參數(shù)進(jìn)行多模態(tài)融合，完成外方位元素一致性校正。通過內(nèi)外方位元素相互迭代優(yōu)化，完成大視場(chǎng)高精度幾何定標(biāo)。

10、(3)有效收益

11、1、本發(fā)明提出的基于多模態(tài)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，解決了無法通過幾何定標(biāo)場(chǎng)一次性完成大視場(chǎng)幾何定標(biāo)的難題。

12、2、本發(fā)明建立了一種基于重疊區(qū)域約束和定標(biāo)參數(shù)傳遞的高精度關(guān)聯(lián)控制模型，通過內(nèi)外方位元素相互迭代優(yōu)化，利用多模態(tài)成像參數(shù)進(jìn)行內(nèi)方位元素定標(biāo)參數(shù)優(yōu)化，逐步優(yōu)化至全視場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)圖像高精度片間拼接，基于獲取的全視場(chǎng)優(yōu)化后的內(nèi)方位元素，通過重疊區(qū)域連接點(diǎn)，建立外方位元素整體校正模型，將多次外方位元素定標(biāo)參數(shù)進(jìn)行多模態(tài)融合，完成外方位元素一致性校正，最終實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)成像條件下的高精度幾何定標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，其特征在于，所述步驟1中，單次衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的幾何定標(biāo)，以高精度幾何定標(biāo)場(chǎng)數(shù)據(jù)為參考，構(gòu)建無云區(qū)域的幾何定標(biāo)模型，通過幾何定標(biāo)模型解算，獲取相機(jī)成像單個(gè)無云區(qū)域傳感器片內(nèi)對(duì)應(yīng)每個(gè)像元的內(nèi)方位元素和相機(jī)外方位元素，具體實(shí)現(xiàn)方式包括以下子步驟，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，其特征在于，所述步驟2具體包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，其特征在于，所述步驟3，利用步驟2.2解算得到的第二次成像的外方位元素mexter[2]，對(duì)第二次成像沒有重疊的傳感器片進(jìn)行內(nèi)方位元素標(biāo)定，具體實(shí)現(xiàn)方式包括以下子步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開基于多狀態(tài)數(shù)據(jù)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)方法，屬于光學(xué)遙感衛(wèi)星幾何定標(biāo)領(lǐng)域。本發(fā)明發(fā)明建立了一種基于重疊區(qū)域約束和定標(biāo)參數(shù)傳遞的高精度關(guān)聯(lián)控制模型，通過內(nèi)外方位元素相互迭代優(yōu)化，利用多模態(tài)成像參數(shù)進(jìn)行內(nèi)方位元素定標(biāo)參數(shù)優(yōu)化，逐步優(yōu)化至全視場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)圖像高精度片間拼接，基于獲取的全視場(chǎng)優(yōu)化后的內(nèi)方位元素，通過重疊區(qū)域連接點(diǎn)，建立外方位元素整體校正模型，將多次外方位元素定標(biāo)參數(shù)進(jìn)行多模態(tài)融合，完成外方位元素一致性校正，最終實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)成像條件下的高精度幾何定標(biāo)。本發(fā)明提出的基于多模態(tài)融合的大視場(chǎng)光學(xué)遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法，解決了無法通過幾何定標(biāo)場(chǎng)一次性完成大視場(chǎng)幾何定標(biāo)的難題。

技術(shù)研發(fā)人員：胡曉寧,劉鋒,肖倩,張超,韓龍,林勐,陳卓,侯軍燕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京市遙感信息研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6