光学遥感卫星影像高精度对地定位技术研究

发布时间：2017-05-17 12:13

  本文关键词：光学遥感卫星影像高精度对地定位技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对光学遥感卫星影像高精度对地定位中涉及的成像模型的系统误差改正、外方位元素建模、摄影测量参数的在轨几何定标、星历姿态数据辅助的光束法平差等关键技术问题进行了系统、深入的研究,以形成一套处理光学遥感卫星影像较完备的理论体系与技术方法。论文完成的主要工作和创新点如下:1.根据线阵列CCD传感器的特点,详细介绍了遥感卫星成像模型中涉及到的主要坐标系,建立了光学遥感卫星影像严格成像几何模型,并结合星上辅助数据,依次构建了不同遥感卫星的成像几何模型。2.针对卫星星历姿态辅助数据中存在较大系统误差而导致影像直接定位精度较差这一问题,构建了光学遥感卫星影像的姿态系统误差检校模型,实验表明该方法能够有效提升卫星影像的直接定位精度。3.建立了用于描述线阵列传感器位置和姿态变化特征的外方位元素模型。通过对卫星成像模型中旋转变换的预处理,将姿态辅助数据转换为外方位角元素,为传感器内部参数标定和影像光束法平差奠定了理论基础。4.建立了摄影测量参数的在轨几何定标模型,提出了一种利用常数模型和多项式模型对内部参数进行分段标定的方法;建立了传感器外部参数标定模型,将影响卫星影像定位精度的诸多因素归结为一个正交旋转矩阵。分别按照不同的几何定标方法进行实验,验证了本文摄影测量参数在轨几何定标模型的正确性和有效性。5.建立了不同外方位元素模型描述的光束法平差模型和自检校光束法平差模型,对平差过程中各未知参数间的相关性问题及对应的解决方案进行了深入研究。将几何定标参数引入光束法平差模型,实验结果表明,标定后的平差结果明显优于直接利用辅助数据时的平差结果,验证了本文几何定标算法的有效性和必要性。6.提出一种利用立体影像匹配生成连接点的地形相关方案用于构建有理函数模型的方法;在几何定标的基础上,分别利用不同的控制方案,构建有理函数模型并用于影像的直接定位,实验结果表明,本文方法能够显著提高卫星影像无地面控制直接定位精度。
【关键词】：光学遥感卫星影像 线阵CCD 成像几何模型 外方位元素模型 在轨几何定标 内部参数标定 外部参数标定 光束法平差 自检校光束法平差 有理函数模型
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-34
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 遥感卫星成像几何模型12-14
• 1.2.2 基于模拟数据的分析及卫星影像的系统误差改正14-16
• 1.2.3 影像定向参数间相关性问题及克服方法16
• 1.2.4 卫星影像在轨几何定标及光束法区域网平差16-20
• 1.3 本文的研究内容和章节安排20-22
• 1.3.1 研究内容20-21
• 1.3.2 章节安排21-22
• 1.4 论文所用实验数据22-34
• 1.4.1 SPOT5 HRS数据22-26
• 1.4.2 天绘一号卫星三线阵数据26-29
• 1.4.3 资源三号卫星三线阵数据29-34
• 第二章 光学遥感卫星影像成像几何模型34-60
• 2.1 涉及的坐标系及其相互转换34-37
• 2.2 遥感卫星影像成像几何模型37-42
• 2.2.1 SPOT-5 卫星HRS影像成像几何模型37-39
• 2.2.2 天绘一号卫星三线阵影像成像几何模型39-40
• 2.2.3 资源三号卫星三线阵影像成像几何模型40-42
• 2.3 星历姿态辅助条件下的卫星影像立体定位42-43
• 2.4 姿态系统误差检校模型的建立和解算43-50
• 2.4.1 模型的建立44-45
• 2.4.2 模型的解算45-50
• 2.5 实验与分析50-59
• 2.5.1 卫星影像无地面控制直接定位实验50-53
• 2.5.2 卫星影像姿态系统误差检校实验53-58
• 2.5.3 利用地面控制点的影像定位实验58-59
• 2.6 本章小结59-60
• 第三章 摄影测量参数在轨几何定标60-83
• 3.1 外方位元素建模60-64
• 3.1.1 低阶多项式模型60-61
• 3.1.2 定向片模型61-63
• 3.1.3 分段多项式模型63-64
• 3.2 卫星成像模型旋转变换预处理64-65
• 3.3 摄影测量参数标定模型的构建65-71
• 3.3.1 内部参数标定模型的建立与解算66-69
• 3.3.2 外部参数标定模型的建立与解算69-71
• 3.4 几何定标的方法71-72
• 3.5 实验与分析72-82
• 3.5.1 SPOT5 HRS影像实验73-77
• 3.5.2 天绘一号三线阵影像实验77-80
• 3.5.3 资源三号三线阵影像实验80-82
• 3.6 本章小结82-83
• 第四章 光学遥感卫星影像光束法平差83-110
• 4.1 常规光束法平差模型83-89
• 4.1.1 低阶多项式模型描述的光束法平差83-85
• 4.1.2 定向片模型描述的光束法平差85-87
• 4.1.3 分段多项式模型描述的光束法平差87-89
• 4.2 带附加参数的自检校模型89-93
• 4.2.1 顾及相差特点的附加参数模型89-92
• 4.2.2 基于多项式描述的附加参数模型92-93
• 4.3 自检校光束法平差模型93-94
• 4.4 平差时各未知参数间相关性克服策略94-95
• 4.4.1 增设观测方程条件下观测值的定权方法94-95
• 4.4.2 验后方差分量估计定权方法95
• 4.5 精度评定95-97
• 4.5.1 理论精度95-96
• 4.5.2 实际精度96-97
• 4.6 实验与分析97-108
• 4.6.1 控制点布设方案97-98
• 4.6.2 SPOT-5 卫星HRS影像实验98-102
• 4.6.3 天绘一号卫星三线阵影像实验102-106
• 4.6.4 资源三号卫星三线阵影像实验106-108
• 4.7 本章小结108-110
• 第五章 有理函数模型的卫星影像高精度对地定位110-124
• 5.1 有理函数模型110-111
• 5.2 有理函数模型的建立与求解111-114
• 5.2.1 建立有理函数模型的控制方案111-113
• 5.2.2 有理多项式系数的解算113-114
• 5.3 有理函数模型的立体定位方法114-115
• 5.4 有理函数模型描述的区域网平差115-117
• 5.5 实验与分析117-122
• 5.5.1 不同控制方案下检查点的有理函数模型像方定位实验117-118
• 5.5.2 基于有理函数模型的直接对地定位实验118-121
• 5.5.3 天绘一号卫星附带RPC产品验证实验121-122
• 5.6 本章小结122-124
• 第六章 总结与展望124-126
• 6.1 总结124-125
• 6.2 展望125-126
• 致谢126-127
• 参考文献127-133
• 作者简历133

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王任享;王建荣;;无地面控制点卫星摄影测量探讨[J];测绘科学;2015年02期

2 张过;汪韬阳;李德仁;唐新明;蒋永华;潘红播;祝小勇;;轨道约束的资源三号标准景影像区域网平差[J];测绘学报;2014年11期

3 曹金山;袁修孝;龚健雅;段梦梦;;资源三号卫星成像在轨几何定标的探元指向角法[J];测绘学报;2014年10期

4 刘楚斌;张永生;范大昭;雷蓉;戴海涛;;资源三号卫星三线阵影像自检校区域网平差[J];测绘学报;2014年10期

5 张过;潘红播;唐新明;李德仁;许妙忠;周平;祝小勇;;资源三号测绘卫星长条带产品区域网平差[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年09期

6 汪韬阳;张过;李德仁;唐新明;;卫星遥感影像的区域正射纠正[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年07期

7 王任享;王建荣;胡莘;;EFP全三线交会光束法平差[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年07期

8 汪韬阳;张过;李德仁;江万寿;唐新明;刘学林;;资源三号测绘卫星影像平面和立体区域网平差比较[J];测绘学报;2014年04期

9 李德仁;沈欣;马洪超;张过;;我国高分辨率对地观测系统的商业化运营势在必行[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年04期

10 王任享;王建荣;胡莘;;LMCCD相机影像摄影测量首次实践[J];测绘学报;2014年03期

  本文关键词：光学遥感卫星影像高精度对地定位技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：373381