[发明专利]一种空间相机几何参数在轨标定方法

说明书

本发明涉及一种空间相机几何参数在轨标定方法，属于航天光学遥感器技术领域；包括如下步骤：建立相机几何参数标定的模型；通过质心提取算法计算激光光斑的质心位置，作为初始值；当相机在轨受到力热环境视轴相对自准直反射面发生偏转时，发射的激光经过自准直面时会发生偏转，进而在接收探测器上的位置也发生偏转；计算得到新的两个激光光斑的质心位置；根据所记录的光斑位置，按照双矢量定姿原理计算相机视轴相对自准直面发生的偏转；本发明保证了在轨工作期间能实时对多相机几何参数进行高精度实时监测。

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种空间相机几何参数在轨标定方法。

背景技术

对于多线阵空间光学测绘相机而言，相机几何参数标定是实现高精度立体测绘的重要手段。在地面装调、试验测试、在轨等全生命活动周期内，受重力、振动、温度环境等因素影响，相机几何参数存在周期性缓变，相机间夹角波动仍然达到数角秒，这对于高精度测绘而言显然是不够的。因此，如何实现相机几何参数高精度在轨实时测量是难点。

传统方法采用地面标定场标定，存在易受天气影响，实时性差等缺点，难以满足在轨实时测量任务需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种空间相机几何参数在轨标定方法，保证了在轨工作期间能实时对多相机几何参数进行高精度实时监测。

本发明解决技术的方案是：

一种空间相机几何参数在轨标定方法，包括如下步骤：

步骤一、相机水平放置，在相机的焦平面上设置第一接收探测器M1、第二接收探测器M2和CCD线阵；CCD线阵竖直放置；第一接收探测器M1和第二接收探测器M2对称设置在CCD线阵上下两端；在第一接收探测器M1处随机设置第一激光光源，第一激光光源在第一接收探测器M1上的照射光斑为A1；在第二接收探测器M2处随机设置第二激光光源，第二激光光源在第二接收探测器M2上的照射光斑为B1；

步骤二、建立镜头像方坐标系O′X′_OTAY′_OTAZ_OTA、相机物方坐标系OX_OTAY_OTAZ_OTA和相机坐标系OX_HRCY_HRCZ_HRC；

步骤三、测量光斑A1在镜头像方坐标系O′X′_OTAY′_OTAZ_OTA下的坐标A1(x₀₁,y₀₁)，将其改写为二维矢量表达式v_A1；测量光斑B1在镜头像方坐标系O′X′_OTAY′_OTAZ_OTA下的坐标B1(x₀₂,y₀₂)，将其改写为二维矢量表达式v_B1；对v_A1和v_B1进行修正，获得修正后的二维矢量v′_A1，v′_B1；

步骤四、将二维矢量v′_A1转换为三维矢量v″_A1；将二维矢量v′_B1转换为三维矢量v″_B1；

步骤五、根据三维矢量建立相机在OX_OTAY_OTAZ_OTA坐标系下第一转动矩阵M₀；