高分辨率线阵推扫卫星姿态精度提升研究
发布时间：2021-01-22 13:51
伴随着技术的快速更迭,遥感卫星影像正朝着更高空间分辨率,更快时间分辨率和更高几何精度发展。资源三号系列卫星、天绘系列卫星、高分系列卫星将我国遥感事业带入了米级甚至亚米级分辨率,几何定位精度也达到了十米级。然而进一步的几何精度提升却具有很大挑战,现有卫星的姿态处理精度已经对几何定位精度形成了制约。本文旨在通过在轨的卫星影像数据,分析现如今卫星姿态处理所遇到的问题,从理论上对姿态误差进行剖析和分类,然后阐述问题存在的具体现象,以及几种解决方式,主要的研究内容如下:（1）研究分析了姿态处理中存在的低频和高频误差。传统姿态处理研究主要集中于姿态确定算法,并通过仿真的方式来验证姿态的精度和稳定性。本文将从卫星影像几何定位精度的角度出发,提出了目前卫星姿态处理存在的低频和高频误差。首先,针对星敏光轴和相机光轴之间的夹角存在变化,提出了星敏自身低频误差和星敏与相机结构稳定性误差;然后将卫星姿态稳定度带来的姿态内插误差,以及卫星平台抖动造成的姿态误差称为高频误差。并根据卫星三轴进行分解,分析了姿态误差对几何定位精度的影响。（2）提出了长时/广域布控的方法,验证了在轨卫星的低频姿态误差。长时间的精度监测...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２高分九号多种成像模式??４??
星平台不稳定以及部件的周期性活动会带来各种频率的平台抖动，将导致成像过??程中的非平稳采样，较小的抖动幅度也会使推扫影像产生较为明显的扭曲，给影??像的内精度带来显著影响（Ｍａｔｔｓｏｎｅｔａｌ，２０１２）（如图１－３）。随着卫星影像分辨率??的提高，卫星平台抖动对成像几何精度的影响不容忽视。根据摄影测量原理，理??想情况下５００ｋｍ轨道高度，３ｍ分辨率的卫星，受０．５＂高频抖动的影响，将造??成０．４个像元的影响，而如果卫星分辨率为０．３ｍ时，则造成高达４个像元的影??响。目前国内主流卫星平台搭载的星敏感器（４Ｈｚ）和陀螺（＜１０Ｈｚ）的测量频率??不高，无法侦测到大于陀螺测量频率的高频抖动，而搭载高频抖动测量仪器的卫??星极少，且均处于初步的试验阶段。因此，如何检测和消除卫星平台抖动，也是??目前高分辨率卫星姿态处理面临的难点。??／?／??／?／??多目标模式多条带模式??‘／Ｉ?一＇?會一??＼＼?星下点?．ｉ?／??／?／??立体模式?凝视模式??图１－２高分九号多种成像模式??４??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]资源三号02星双频GPS快速精密定轨[J]. 吴琼宝,赵春梅,朱广彬,卫志斌. 大地测量与地球动力学. 2018(01)
[2]资源三号02星厘米级定轨精度分析[J]. 吴琼宝,赵春梅,朱广彬. 测绘科学. 2018(05)
[3]资源三号02星激光测高仪在轨几何检校与试验验证[J]. 唐新明,谢俊峰,付兴科,莫凡,李少宁,窦显辉. 测绘学报. 2017(06)
[4]卫星影像定位精度评估探讨[J]. 王建荣,王任享,胡莘. 航天返回与遥感. 2017(01)
[5]敏捷光学卫星无控几何精度提升途径探讨[J]. 李贞,金涛,李婷,杨冬. 航天器工程. 2016(06)
[6]中国高分辨率对地观测系统重大专项建设进展[J]. 童旭东. 遥感学报. 2016(05)
[7]卫星激光测高严密几何模型构建及精度初步验证[J]. 唐新明,李国元,高小明,陈继溢. 测绘学报. 2016(10)
[8]线阵推扫光学卫星外方位元素自检校方法[J]. 蒋永华,徐凯,张过,朱瑞飞. 同济大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]一种高分辨率光学卫星影像时变系统误差建模补偿方法[J]. 范城城,王密,赵薇薇,杨博,金淑英,潘俊. 光学学报. 2016(12)
[10]卫星摄影姿态测定系统低频误差补偿[J]. 王任享,王建荣,胡莘. 测绘学报. 2016(02)
博士论文
[1]光学遥感卫星影像高精度对地定位技术研究[D]. 刘建辉.解放军信息工程大学 2015
[2]缺少控制点的高分辨率卫星遥感影像几何纠正[D]. 张过.武汉大学 2005
硕士论文
[1]随机振动对TDICCD相机像质影响分析[D]. 李勃.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2993343
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２高分九号多种成像模式??４??
星平台不稳定以及部件的周期性活动会带来各种频率的平台抖动，将导致成像过??程中的非平稳采样，较小的抖动幅度也会使推扫影像产生较为明显的扭曲，给影??像的内精度带来显著影响（Ｍａｔｔｓｏｎｅｔａｌ，２０１２）（如图１－３）。随着卫星影像分辨率??的提高，卫星平台抖动对成像几何精度的影响不容忽视。根据摄影测量原理，理??想情况下５００ｋｍ轨道高度，３ｍ分辨率的卫星，受０．５＂高频抖动的影响，将造??成０．４个像元的影响，而如果卫星分辨率为０．３ｍ时，则造成高达４个像元的影??响。目前国内主流卫星平台搭载的星敏感器（４Ｈｚ）和陀螺（＜１０Ｈｚ）的测量频率??不高，无法侦测到大于陀螺测量频率的高频抖动，而搭载高频抖动测量仪器的卫??星极少，且均处于初步的试验阶段。因此，如何检测和消除卫星平台抖动，也是??目前高分辨率卫星姿态处理面临的难点。??／?／??／?／??多目标模式多条带模式??‘／Ｉ?一＇?會一??＼＼?星下点?．ｉ?／??／?／??立体模式?凝视模式??图１－２高分九号多种成像模式??４??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]资源三号02星双频GPS快速精密定轨[J]. 吴琼宝,赵春梅,朱广彬,卫志斌. 大地测量与地球动力学. 2018(01)
[2]资源三号02星厘米级定轨精度分析[J]. 吴琼宝,赵春梅,朱广彬. 测绘科学. 2018(05)
[3]资源三号02星激光测高仪在轨几何检校与试验验证[J]. 唐新明,谢俊峰,付兴科,莫凡,李少宁,窦显辉. 测绘学报. 2017(06)
[4]卫星影像定位精度评估探讨[J]. 王建荣,王任享,胡莘. 航天返回与遥感. 2017(01)
[5]敏捷光学卫星无控几何精度提升途径探讨[J]. 李贞,金涛,李婷,杨冬. 航天器工程. 2016(06)
[6]中国高分辨率对地观测系统重大专项建设进展[J]. 童旭东. 遥感学报. 2016(05)
[7]卫星激光测高严密几何模型构建及精度初步验证[J]. 唐新明,李国元,高小明,陈继溢. 测绘学报. 2016(10)
[8]线阵推扫光学卫星外方位元素自检校方法[J]. 蒋永华,徐凯,张过,朱瑞飞. 同济大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]一种高分辨率光学卫星影像时变系统误差建模补偿方法[J]. 范城城,王密,赵薇薇,杨博,金淑英,潘俊. 光学学报. 2016(12)
[10]卫星摄影姿态测定系统低频误差补偿[J]. 王任享,王建荣,胡莘. 测绘学报. 2016(02)
博士论文
[1]光学遥感卫星影像高精度对地定位技术研究[D]. 刘建辉.解放军信息工程大学 2015
[2]缺少控制点的高分辨率卫星遥感影像几何纠正[D]. 张过.武汉大学 2005
硕士论文
[1]随机振动对TDICCD相机像质影响分析[D]. 李勃.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2993343
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