[发明专利]一种基于密集控制点的高分辨率卫星姿态颤振探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星姿态颤振探测方法，尤其是涉及一种基于密集控制点的高分辨率卫星姿态颤振探测方法。

背景技术

从90年代开始，对地观测卫星对精度和稳定性的要求越来越高，国内外开始重视和研究由各种原因造成的卫星平台的波动。与其他成像方式的传感器相比，线阵CCD传感器在推扫成像的过程中更容易受到卫星运动和旋转的影响。卫星本身的机械运动如太阳帆板、动量轮和天线等，星体的受热扭曲以及姿态控制等操作，都会引起姿态的变化。当卫星的测姿设备的测量频率低于姿态变化的频率时，无法从姿态观测数据中反演其高频的变化，导致卫星影像的几何处理精度降低。因此，在遥感影像的几何处理之前，必须先去除姿态波动造成的影响。

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能够准确地探测出卫星平台的姿态颤振现象的基于密集控制点的高分辨率卫星姿态颤振探测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于密集控制点的高分辨率卫星姿态颤振探测方法，包括以下步骤：

1)参考影像预处理；

2)预处理后的参考影像和实时获取的卫星影像的密集匹配；

3)卫星姿态颤振的解算。

步骤1)中，所述预处理包括高斯滤波和降采样处理。

步骤2)中，所述密集匹配具体为：

201)从预处理后的参考影像中提取出待匹配特征点，并根据相应的DEM获得待匹配特征点的地面坐标，所述待匹配特征点的采点间隔小于5*5像素区域；

202)将所述待匹配特征点通过所述卫星影像的严格成像模型向后投影至卫星影像上，获得匹配点的初始值；

203)根据匹配点初始值使用最小二乘匹配的方法，得到卫星影像和预处理之后的参考影像之间的密集控制点。

所述密集匹配还包括：

采用相关系数阈值法和基于严格成像模型和仿射变换模型的几何约束条件的剔除策略剔除误匹配点。

所述严格成像模型为：

其中，(X,Y,Z)为地面点在物方空间坐标系中的坐标，(X_S,Y_S,Z_S)为卫星在在物方空间坐标系中的位置，λ为比例因子，(x,y)为像方空间坐标，f为相机焦距，是由地球惯性系到WGS84坐标系的旋转正交矩阵，是由卫星轨道坐标系到地球惯性系的旋转正交矩阵，是由卫星本体坐标到卫星轨道坐标系的旋转正交矩阵，是由相机坐标系到卫星本体坐标系的旋转正交矩阵。

所述步骤201)中，采用特征提取算子从参考影像中提取待匹配特征点。

所述步骤203)具体为：

设参考影像上的点g₁(x₁,y₁)和卫星影像上的点g₂(x₂,y₂)之间存在线性的辐射畸变和仿射几何畸变，则有

g₁(x₁,y₁)+n₁＝h₀+h₁g₂(x₂,y₂)+n₂

＝h₀+h₁g₂(a₀+a₁x₁+a₂y₁,b₀+b₁x₁+b₂y₁)+n₂

其中，(h₀,h₁)为辐射畸变参数，(n₁,n₂)为影像所包含的随机噪声，(a₀,a₁,a₂,b₀,b₁,b₂)为几何畸变参数，

将上式线性化，并根据像点匹配初值，迭代计算几何形变和辐射畸变参数，得到最佳匹配点位。

所述步骤3)具体为：

301)通过严格成像模型，将密集控制点后向投影至影像像方，迭代计算其像方像素坐标；