[发明专利]星载微波遥感仪器波束足迹的地理定位方法

说明书

本发明涉及一种地理定位方法技术领域的星载微波遥感仪器波束足迹的地理定位方法，包括以下步骤：步骤1，根据卫星姿态信息，将仪器光路模型输出的本体系下视向量簇转换到轨道坐标系下；步骤2，根据卫星轨道信息，将轨道坐标系下的视向量簇转换到地心惯性坐标系下；步骤3，根据岁差、章动、格林尼治恒星时、极移等信息，将地心惯性坐标系下的视向量簇、卫星位置矢量转换到地心固连坐标系下；步骤4，计算视向量簇与地表的交点坐标；步骤5，计算交点的经纬度。本发明所提出的方法适用于求解星载微波遥感仪器波束地面足迹，实现星载微波遥感图像的地理定位。

技术领域

本发明涉及地理定位方法技术领域，具体涉及一种星载微波遥感仪器波束足迹的地理定位方法。

背景技术

像素点的地理定位是影响卫星遥感图像产品质量的关键指标，直接反映了遥感图像信息与目标之间的空间对应关系。对卫星业务图像产品定位的定量应用有着重要作用，如对区域复杂情况的精确定位，准确跟踪恶劣天气以及生成云图动画等。随着遥感卫星图像的分辨率越来越高，其应用也越来越广泛和深入，对图像定位精度的要求也越来越高。只有提高了图像定位精度，才能真正发挥高分辨率卫星图像的作用。

造成地理定位误差的因素有很多，例如遥感仪器安装偏差、遥感仪器扫描角误差和仪器的系统误差等，这些误差不随时间变化，可以通过地面处理减小或消除。而卫星平台姿态指向、轨道定点位置和热环境、力学环境存在长周期和短周期变化，使得仪器视线偏离标称方向，导致图像像素与地理位置的对应关系产生偏差。卫星平台的姿态指向变化可由星上姿态敏感器精确测量；轨道位置变化可由地面站测定。将测定的姿态和轨道位置代入仪器视线地理定位模型，补偿姿态轨道误差对视线地理定位的影响，提高遥感图像产品精度。对于微波遥感卫星的遥感图像，同样需要准确的地理定位。微波遥感仪器视线即微波主波束中心指向，像素点的地理位置即波束足迹，取决于波束中心与地面的交点。微波遥感图像地理定位的目的，就是准确求解波束中心与地面的交点。综上，星载微波遥感仪器具有一定特殊性。仪器波束足迹的地理定位是实现星载微波遥感图像的高精度地理定位的关键技术。

经对现有技术的检索，关敏、谷松岩、杨忠东在《遥感技术与应用》2018年第6期的文章《风云三号微波湿度计遥感图像地理定位方法》根据微波湿度计观测几何、卫星轨道和姿态、仪器安装和扫描运动建立了观测矢量与地理定位之间关系的模型，给出了适用于风云三号微波湿度计遥感图像地理定位的方法。但该方法没考虑仪器自身内部光路模型，不适用于星载微波遥感仪器。

唐飞、董慧杰等在《遥感学报》2016年第6期的文章《FY-3B微波成像仪资料的地理定位误差与订正》，以FY-3B卫星微波成像仪为研究对象，提出了一种基于海、陆响应的升降轨亮温理论(NDM)估计卫星姿态偏差，进而修正遥感图像地理定位误差的方法。但该方法只能修正姿态误差，不能对处理轨道、仪器安装和变形误差带来的影响。

专利号CN 104764443 A的发明专利《一种光学遥感卫星严密成像几何模型构建方法》介绍了一种利用卫星相机内外方位元素构建光学遥感卫星影像的的严密成像几何模型的方法。但该方法不适用于微波遥感仪器。

张过、祝彦敏、费文波、李德仁在《测绘通报》第五期(2009年)的文章《高分辨SAR-GEC影像严密成像几何模型及其应用研究》中，提出了构建SAR影像GEC产品严密成像几何模型的方法。但是该方法对仪器内部畸变做了简化处理，无法充分描述扫描式微波成像仪器的变形。

因此，有必要设计一种适用于求解星载微波遥感仪器波束地面足迹，实现星载微波遥感图像的地理定位的星载微波遥感仪器波束足迹的地理定位方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种星载微波遥感仪器波束足迹的地理定位方法，本发明适用于求解星载微波遥感仪器波束地面足迹，实现星载微波遥感图像的地理定位。