[发明专利]基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法

权利要求书

1.一种基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：操控机载光电系统，使像面十字丝压住运动目标，机载光电系统进入LMC线性运动补偿状态，目标和载机运动过程中，十字丝指向始终指向目标初始锁定位置；

步骤2：机载光电系统跟踪运动目标，并实时获取当前时刻运动目标在像面上的像素坐标；

步骤3：利用远距离摄影测量像元类地模型，计算当前机载光电系统视场内像面上每一个像元在横向和纵向上的地面采样距离；其中根据载机与目标区域的海拔高度差ΔH，光电系统瞄准线横滚角ω，CCD探测器分辨率m*n，主距f’，像元大小e，计算以像面中心为原点的像面坐标系下，坐标轴上在横向和纵向上像元分辨率GSD_j和GSD_i分别为：

步骤4：计算目标在像面中横向和纵向上移动的像素个数，由像面上每一个像元在横向和纵向上的地面采样距离，计算目标沿像面横轴和纵轴移动的地面距离；

步骤5：根据运动目标跟踪时间以及该时间内运动目标在地面上的移动距离，计算得到目标运动速率；

步骤6：根据跟踪结束时目标在像面中沿横轴和纵轴移动的像素个数所对应的地面距离，计算目标运动方向与机载光电系统瞄准线在地面的投影线之间的夹角；

步骤7：利用运动目标跟踪结束时，载机的惯导姿态角和机载光电系统转塔角度值，计算机载光电系统瞄准线在惯导东北天坐标下的旋转矩阵，并由瞄准线与东北天坐标系三轴夹角的余弦值，计算瞄准线在地面的投影线与真北方向的夹角；

步骤8：根据步骤6得到的目标运动方向与机载光电系统瞄准线在地面的投影线之间的夹角，以及步骤7得到的瞄准线在地面的投影线与真北方向的夹角，计算得到目标运动方向与真北方向的夹角。

2.根据权利要求1所述一种基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法，其特征在于：步骤4中，地面运动目标在像面上的运动矢量为O点为像面中心；T点为跟踪t时间后目标所处的像面位置，其在像面坐标系中的坐标为(x,y)；计算得到运动目标在像面坐标系中x轴方向和y轴方向移动的像素个数x和y所对应的地面距离，分别为：

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3.根据权利要求1所述一种基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法，其特征在于：步骤7中，首先由机载光电系统瞄准线的横滚角、俯仰角和载机航向角、俯仰角、横滚角，计算瞄准线在惯导东北天坐标下的旋转矩阵A，记为：

其次根据瞄准线在惯导东北天坐标下的旋转矩阵，计算瞄准线与东北天坐标系三轴夹角的余弦值：

最后由瞄准线与东北天坐标系三轴夹角的余弦值，计算瞄准线指向的地面投影与真北方向的夹角κ为：

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4.根据权利要求1所述一种基于航摄测量的机载光电系统目标运动矢量估计方法，其特征在于：步骤8中分为如下两种情况：

情况一：当瞄准线指向的地面投影与真北方向的夹角κ≠N*π/2(N＝0,1,2,3)时：

根据瞄准线方位角κ，将像面划分为5个区域，根据目标跟踪t时间后的像面坐标(x,y)所处的像面区域，由目标运动方向与瞄准线指向的地面投影之间的夹角以及瞄准线方位角，则可得目标运动方向与真北方向的夹角(北偏东方向)：

其中，∠1的取值，由以下确定：

情况二：当瞄准线方位角κ＝N*π/2(N＝0,1,2,3)时：

根据瞄准线方位角κ，将像面划分为4个区域，根据目标跟踪t时间后的像面坐标(x,y)所处的像面区域，由目标运动方向与瞄准线指向的地面投影之间的夹角和瞄准线方位角，参照下表，计算得到目标运动方向与真北方向的夹角：

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