[发明专利]高分六号宽视场相机相对几何定标方法及系统

权利要求书

1.一种高分六号宽视场相机相对几何定标方法，高分六号卫星上搭载的宽视场相机拍摄的影像数据有8个波段，分别依次记为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和B8波段，每个波段由8片CMOS拍摄的影像光学拼接而成，其特征在于，相对几何定标过程包括以下步骤：

步骤1，数据准备，包括输入经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、高精度参考DOM和对应的DEM数据；

步骤2，绝对参考基准的定标，包括以第2波段B2的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度密集控制点GCPs，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标；

步骤3，进行B1,B3,B4,B5和B6波段分别与B2波段间相对定标控制点的自动获取；

步骤4，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用姿轨、成像时间辅助数据、步骤2解算所得共用的外定标参数及各片的已知内部参数构建待定标影像的定标模型；

步骤5，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标参数的解算，基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数；

步骤6，进行B7和B8波段的相对定标，包括以标定好的B6波段为参考波段，按照步骤3、4及5的方式进行B7和B8波段相对定标参数的求解。

2.如权利要求1所述高分六号宽视场相机相对几何定标方法，其特征在于：步骤2所述绝对参考基准的定标方法，实现方式包括如下步骤，

步骤2.1，利用SIFT算法实现B2波段与参考DOM间的高精度自动匹配，获得连接点对的平面坐标和像方坐标，在参考DEM上内插得到连接点的高程，从而得到GCPs的物方和像方坐标，实现控制点的自动量测；

为了保证定标结果的解算精度，在待定标影像中，所量测的控制点在沿轨方向上尽量分布于较窄的区域内，垂轨方向则应均匀覆盖整个CMOS范围；

步骤2.2，利用辅助数据以及实验室定标参数，构建光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，其中内定标采用一维指向角模型，外定标采用一个旋转矩阵对相机与平台间的安装角度的测量误差进行补偿；

步骤2.3，利用分步定标方法解算内外定标参数，

外定标参数X_E用于补偿相机安装角误差，恢复相机坐标系在空间中的指向，为内定标参数的解算确定参考基准，其中pitch、roll、yaw分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角；对于宽视场相机，焦平面上的8×8片CMOS均共用同一组外定标参数；

内定标参数X_I用于补偿由于相机内部各种畸变导致的像点误差，确定CMOS各探元在参考基准下的指向角；宽视场相机中各片CMOS均需单独进行内定标；外定标参数与内定标参数共同恢复CMOS各探元在空间中的绝对指向；

内外定标参数解算时，首先以第4片或第5片的定标模型为基础，基于最小二乘平差解算外定标参数，恢复相机坐标系在空间中的姿态；然后在此基础上，构建各片的定标模型，基于最小二乘平差分别解算8片的内定标参数，确定8片CMOS各探元在相机坐标系下的指向。

3.如权利要求2所述高分六号宽视场相机相对几何定标方法，其特征在于：步骤3实现方式包括如下步骤，

步骤3.1，以B2波段为参考基准，采用SIFT算法将B1波段与B2波段对应片间进行高精度匹配，假设得到K_n个均匀分布的像方连接点，连接点在待配准B1波段上的像点坐标为在B2参考波段上的像点坐标为i＝1,2,3,...,K_n，n＝1,2,...,8；

步骤3.2，基于绝对内外定标参数代入步骤2.2所得光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，实现构建B2波段各片的成像几何模型，利用参考DEM上的高程信息将B2波段上的像点正投影到物方，获取对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n；

步骤3.3，待定标影像B1上的连接点坐标与对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n组成控制点；

步骤3.4，对B3,B4,B5和B6波段，分别执行步骤3.1-3.3。