[发明专利]一种数字化几何定标场和GCP相结合的内方位元素定标方法

权利要求书

1.一种数字化几何定标场和GCP相结合的内方位元素定标方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在待定标影像的某一范围内进行外业地面控制点(GCP)采集并制成点之计，根据所述点之计在立体环境下生成像控点文件；

步骤二、将数字化几何定标场数据与步骤一中的待定标影像进行控制点自动量测，获取控制点坐标；

步骤三，利用卫星的姿态、轨道、行时和卫星的实验室定标参数，建立基于一元三次曲线的探元指向角在轨几何检校模型；

步骤四、利用所述步骤二中控制点坐标和所述步骤三中的探元指向角在轨几何检校模型，迭代求解相机内定标参数；

步骤五，利用所述步骤一中生成的像控点文件，对所述步骤四中相机内定标参数进行优化；

所述步骤三中基于一元三次曲线的探元指向角在轨几何检校模型为：

其中

式中，(X_g,Y_g,Z_g)与(X_gps,Y_gps,Z_gps)分别表示像点对应的物方点及GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标；λ为比例系数，分别代表WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵、卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵；(B_X,B_Y,B_Z)_body代表从传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标；(t)表示当前参数是一个随时间变化的量；(ψ_x(s),ψ_y(s))代表探元s在相机坐标系下的指向角，s代表探元列号；pitch、roll、yaw分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角；A₀、A₁、A₂、A₃、B₀、B₁、B₂、B₃均一元三次曲线探元指向角内定标模型的系数；

所述利用步骤一中生成的像控点文件，对步骤四中相机内定标参数进行优化的方法包括如下步骤：

步骤(5a)、建立每个内定标参数优化的误差方程：

V_iGCP＝B_iGCPY_GCP-L_iGCP 权为W_iGCP

其中

Y_GCP＝dΔX_IC＝[dΔA₀ dΔA₁ dΔA₂ dΔA₃ dΔB₀ dΔB₁ dΔB₂ dΔB₃]^T

式中，V_iGCP为内定标参数优化的误差，L_iGCP是基于步骤四中内定标参数X_IC和外定标参数X_EC当前值的误差向量；B_iGCP是误差方程式的系数矩阵；Y_GCP代表内定标参数优化改正数dΔX_IC，d代表改正数符号；W_iGCP是当前GCP的像点量测精度对应的权；F_xi和F_yi分别为沿轨指向角残差F_x(X_EC,X_IC)、垂轨指向角残差F_y(X_EC,X_IC)的函数模型；A₀、A₁、A₂、A₃、B₀、B₁、B₂、B₃均一元三次曲线探元指向角内定标模型的系数；

步骤(5b)、计算内定标参数优化改正数Y_GCP：

Y_GCP＝(B_GCP^TW_GCPB_GCP)^-1(B_GCP^TW_GCPL_GCP)

其中

式中，B_GCP为第五中间矩阵，W_GCP为第六中间矩阵，L_GCP为第七中间矩阵；

步骤(5c)、根据步骤四中计算的相机内定标参数X_IC的当前值和步骤(5b)计算的内定标参数优化改正数Y_GCP，确定优化后的相机内定标参数X_IC：