[发明专利]一种基于相邻片间重叠像元数偏差统计的偏流角修正方法

说明书

本发明涉及一种基于相邻片间重叠像元数偏差统计的偏流角修正方法，步骤1，通过图像匹配的方法，得到任意相邻实际影像片间重叠像元数和片间位移；步骤2，利用卫星下传的辅助数据建立严格物理成像模型，计算得到任意相邻模型影像片间重叠像元数和片间位移；步骤3，根据步骤1中实际片间重叠像元数与步骤2中模型片间重叠像元数之间的偏差，计算星上下传的辅助数据中的最终偏流角误差；步骤4，对星上下传的偏流角进行修正。本发明通过对比根据辅助数据建模计算得到的片间重叠像元数与真实影像匹配得到的片间重叠像元数，来计算偏流角误差，实现对卫星下传的辅助数据中的偏流角进行修正。

技术领域

本发明属于航天摄影测量领域，在相机内部TDICCD交错排列或品字形排列的情况下，通过统计相邻片间重叠像元数偏差，实现对卫星偏流角进行修正的一种方法。

背景技术

目前高分辨率光学卫星常用TDICCD器件，其成像质量好，但由于视场小且外壳较大，因此常将多片TDICCD在焦平面上交错排列以扩大视场范围，同时为了避免由于卫星偏流角控制精度不够造成漏扫，相邻片之间有一定数量的像元重叠。在卫星下传的辅助数据中，包含三个姿态角，它们分别是：俯仰角、滚动角和偏航角。在TDICCD中，偏航角即偏流角，让卫星平台偏转一个角度(即调整偏流角)的目的是：使得TDICCD排列方向与推扫方向时时保持垂直，这样可以保证片间重叠像元数不变。

如果姿态角无误差，那么用辅助数据建模计算得到的重叠像元数与通过图像匹配得到的重叠像元数一致。但实际上，由于卫星姿态角存在测量误差(即姿态确定误差)，尤其是偏流角的测量误差相对较大，这导致实际的片间重叠像元数与用辅助数据建模计算得到的重叠像元数不一致(存在偏差)。经计算，在相邻片间距离2600像素的情况下，0.06度的偏流角测量误差将导致片间2600*tan(0.06)＝2.7像素的重叠像元数偏差。

在TDICCD推扫成像的情况下，卫星姿态角中的滚动角和俯仰角误差分别导致影像垂轨和沿轨方向的几何定位误差(这个问题可以通过简单的坐标平移来解决)，而偏流角误差使得拼接后影像的内部几何精度降低(这个问题很难解决)。

本发明提出一种基于相邻片间重叠像元数偏差统计的偏流角修正方法，因偏流角误差使得拼接影像的内部几何精度降低，若用修正后的偏流角建立各片影像的几何成像模型，并对各片影像进行虚拟化几何拼接处理，(与修正前相比)可以提高拼接后影像的内部几何精度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下，一种基于相邻片间重叠像元数偏差统计的偏流角修正方法，包括如下步骤：

步骤1，通过图像匹配的方法，得到任意相邻实际影像片间重叠像元数和片间位移；

步骤2，利用卫星下传的辅助数据建立严格物理成像模型，计算得到任意相邻模型影像片间重叠像元数和片间位移；

步骤3，根据步骤1中实际影像片间重叠像元数与步骤2中模型影像片间重叠像元数之间的偏差，计算星上下传的辅助数据中的最终偏流角误差Δ，实现方式如下，

设第k片影像与第k+1片影像的实际影像片间重叠像元数和片间位移分别为N₁(k，k+1)和L₁(k，k+1)，模型影像片间重叠像元数和片间位移分别为N₂(k，k+1)和L₂(k，k+1)，则第k片和第k+1片影像的片间位移量为L(k，k+1)＝[L₁(k，k+1)+L₂(k，k+1)]/2，其偏流角误差Δ_k，k+1可由下式计算得到，

最终偏流角误差Δ为，

其中，m表示影像总片数；