[发明专利]一种基于地面高温点的宽覆盖相机几何定位方法

说明书

本发明公开一种基于地面高温点的宽覆盖相机几何定位方法，该方法步骤为：(1)构建地面高温点数据库；(2)对云层遮挡的遥感影像进行云层消除处理；(3)根据高温点的位置信息，在高分辨率高精度遥感图像上进行标注；(4)在视场内，采用基于海岸线、河流和山脉等特征的方法，实现热红外和可见谱段高分辨率高精度遥感图像间配准；(5)计算热红外图像中目标点和标记点之间的欧式距离，满足阈值要求时识别成功；(6)以识别后的地面高温点集为参考，解算有理函数模型参数矩阵，实现对地目标高精度定位。本发明方法能够更精确地解算模型参数，定位精度高，且有效避免了严格成像模型内外方位元素测量时系统误差带来的影响。

技术领域

本发明属于空间卫星定位技术领域，尤其涉及一种地球静止轨道宽覆盖遥感探测热红外相机几何定位方法。

背景技术

随着卫星技术的发展，越来越多的卫星影像数据在商用、民用领域逐渐推广开来。同时，几十米量级的遥感卫星影像对地目标定位精度已难以满足要求。人们对高精度甚至甚高精度定位技术的要求日益强烈。

目前，卫星遥感影像的目标定位方法主要包括两种：一是根据卫星定轨测姿系统提供的影像定向参数，采用严格处理模型或者通用几何处理模型，直接将像点坐标转换为对应地面点的物方空间坐标，称为直接对地目标定位。受限于卫星定轨测姿系统所提供观测数据的精度，卫星在发射、在轨时受加速度、冲击力、振动、温度、气压等环境因素影响导致的传感器参数变化，国产遥感卫星影像的直接对地目标定位精度与国外的差距还在一个数量级以上。二是利用同一区域的多重覆盖影像，通过影像间的连接点所满足的构像几何关系，联合求解影像定向参数及其对应地面点的物方空间坐标，称为间接对地目标定位。该方法定位精度一方面依赖于地面控制点的精度和数量，另一方面在模型参数强相关时，物点坐标精度与影像定向精度并不一定能完全对应。综上，目前定位方法难以满足高精度定位的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于地面高温点的宽覆盖相机几何定位方法，解决遥感卫星对地目标定位的精度问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：

1.一种基于地面高温点的宽覆盖相机几何定位方法，包括以下步骤:

1)构建地面高温点数据库，在全球范围内统计地面的油井，高温烟囱，核电站或活火山等高温点位置的经纬度和高程信息，并对其进行编号，构建地面高温点数据库；

2)对云层遮挡的遥感影像进行云层消除处理，具体步骤为：

2-1)采用同态滤波的方法消除薄云影响；

2-2)对于厚云覆盖的区域，联合利用多源遥感影像进行去云处理，具体步骤如下：

2-2-1)对多源遥感影像，采用概率松弛匹配法进行配准；

2-2-2)采用仿射变换和双线性内插方法对配准图像进行纠正；

2-2-3)采用直方图匹配和灰度加权内插方法对纠正图像进行辐射改正，消除云层影响；

3)根据高温点的位置信息，在高分辨率高精度遥感图像上进行标注；

4)在相机视场内，采用基于海岸线、河流和山脉等轮廓特征的方法，实现热红外和可见谱段高分辨率高精度遥感图像间配准，具体步骤为：

4-1)采用维纳滤波器分别对可见与热红外图像进行降噪处理；

4-2)通过Canny算子检测图像边缘、轮廓特征；

4-3)基于Hausdorff距离进行轮廓线匹配，实现图像配准；

5)计算热红外图像中目标点和标记点之间的欧式距离D，满足阈值要求：D≤3δ时，其中δ为谱段间配准精度，取1个像元，识别成功；