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航天线阵CCD传感器严格几何模型的分析与验证

汤志强  
【摘要】:随着航空航天摄影测量技术的不断成熟,特别是以航天线阵CCD立体测绘相机为代表的新一代数字光学传感器不断涌现,我国航天测绘事业取得了重大进展。但是,由于我国卫星影像几何定位精度偏低,使卫星影像应用水平受到极大限制。 为有效解决卫星影像资源应用的瓶颈问题,国家正大力推进国产高分辨率对地观测系统。但是利用测绘卫星进行制图与测图对卫星影像的几何定位精度有着非常高的要求,而卫星传感器的技术参数则是保证卫星高精度定位的关键因素。因此,为了保证遥感卫星几何定位的精度,必须定期对卫星传感器的几何技术参数进行在轨标定,而构建航天线阵CCD传感器的严格几何模型并对其进行验证是整个标定工作的基础。为能更多的了解和掌握国外卫星传感器严格模型构建的关键技术,为国产卫星成像模型的构建提供参考,本文着重以SPOT-5和ALOS(Advance Land Observing Satellite)卫星传感器的成像模型为研究对象,对航天线阵CCD传感器严格模型的构建进行了深入研究,主要完成了以下工作: 1、阐述了本文的研究背景及意义,介绍了国内外相关技术的研究现状,分析了航天线阵CCD传感器成像模型构建的理论依据,论述了严格几何模型与通用模型之间的差别。 2、以ALOS下视影像为例,对影响相机内参数的物理因素进行了详细分析,构建了内参数模型,并对该模型的精度进行了分析与验证。实验证明,带4个附加参数的内参数模型能够较为准确的描述内参数变化对像点坐标的影响,因此,该组参数可作为传感器内参数检校的主要内容。 3、分别以SPOT-5和ALOS卫星传感器为研究对象,从影像附属文件出发,通过摄影光线在不同坐标系中的变换构建了对应传感器的成像几何模型,并分别利用真实影像数据作了验证,证实了所建几何模型的正确性。 4、在构建卫星成像几何模型基础上,进一步考虑其他物理因素的影响,实验证明加入改正后的相机与本体之间的安置矩阵误差,以及加入了姿态角常差和指向角常差改正后,均能有效地提高ALOS卫星几何成像模型对地目标的定位精度。因此,对于卫星传感器严格成像模型的构建,相机安置误差、姿态角常差以及指向角常差是需要考虑的因素。


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