[发明专利]一种基于全色影像的卫星颤振探测与补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星颤振探测与补偿方法，尤其是涉及一种基于全色影像的卫星颤振探测与补偿方法。

背景技术

高分辨率卫星在轨运行期间，由于星上转动部件的周期性运动或变轨、冷热交变等引发扰动，使星体产生一种幅值较小、具有一定周期性的颤振响应。NASA于上世纪八十年代深入研究了HST的反作用轮扰动影像，1990年Eyerman和Shea对卫星的颤振动力学环境进行了总结分析，认为最大的颤振源是反作用轮和热震颤。Iwasaki等利用ASTER卫星的多光谱影像波段间的配准，分析了ASTER卫星颤振响应。Lehner等结合地面DEM验证MOMS-2P影像中含有颤振分量。Schwind等利用ALOS-PRISM影像分析RPCs参数与相机严格模型的定位结果对比，发现pitch、yaw和roll三个方向上具有明显的颤振现象。这些研究从多重角度对卫星颤振进行了分析，但是这些分析中，利用了外部的DEM或者相机的严格模型，这些数据普通用户很难获得。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于全色影像的卫星颤振探测与补偿方法，在无控制点参与的条件下，精确探测高分辨率卫星的颤振特性，并对其进行有效的补偿，消除颤振影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于全色影像的卫星颤振探测与补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)SIFT特征检测器匹配少量均匀分布的同名点，计算像方仿射模型补偿参数改正数X₁；

2)利用基于几何约束的互相关方法在三视影像上进行同名点的匹配，获取更多的同名点；

3)将步骤2)得到的同名点结果作为初始值，使用最小二乘匹配方法对所有点进行精细匹配；

4)匹配完成后，根据点的相关系数阈值以及同名像点前方交会的残差剔除粗差点；

5)将三线阵立体影像中的前视影像与下视影像、后视影像与下视影像，分别构成两组立体像对FN和BN，并分别建立误差方程，联立两组误差方程，其中下视影像的改正数在两组误差方程中相同，利用最小二乘方法解算正弦函数模型补偿参数改正数X₂；

6)判断X₂是否大于阈值，如果是，返回步骤5)，如果否，则执行步骤7)；

7)输出仿射模型参数和正弦函数模型参数。

所述的像方仿射模型补偿参数改正数X₁计算如下：

101)建立像方平面误差的基本模型，并通过以下公式表示：

式中，(x，y)是像方同名点的列号和行号的观测值，(x′，y′)是由地面点坐标反投影到像方得到的像方坐标的列号和行号，a_i、b_i、c_i为仿射模型补偿的系数，其中i=1、2，A₁，w₁，为正弦函数模型的系数；

102)将公式(1)中的仿射模型补偿部分整理为：

v₁=B₁X₁-L₁        (2)

其中，v₁＝[v_x v_y]^T