[发明专利]立体影像有理多项式参数(RPC)自动精化方法

权利要求书

1.立体影像RPC自动精化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在立体卫星前后视影像严格传感器模型基础上，分别对前视和后视影像分别进行有理函数模型建模，通过设定一定的影像像点和虚拟格网点，根据最小二乘平差原理，解算得到前视和后视影像的RPC参数；具体公式如下：

其中，(l,s)、(P,L,H)分别为影像像点和像点对应的虚拟格网点坐标的的归一化坐标，取值均在[-1,1]之间；N_l(P,L,H)＝a₁+a₂L+a₃P+a₄H+a₅LP+a₆LH+a₇PH+a₈L²+a₉P²+a₁₀H²+a₁₁PLH+a₁₂L³+a₁₃LP²+a₁₄LH²+a₁₅L²P+a₁₆P³+a₁₇PH²+a₁₈L²H+a₁₉P²H+a₂₀H³，D_l、N_s、N_s同N_l，只需要将a_i分别换成b_i、c_i、d_i即可，a_i、b_i、c_i、d_i，为RPC参数，i＝1,2,…,20，通常b_i、d_i的值为1；

步骤二：根据卫星线阵立体影像及相关定向参数，通过SIFT影像自动匹配的方法获取n个同名像点，得到前视影像上的像点坐标(x_li,y_li)，i＝1,2,…,n，以及后视影像上的像点坐标(x_ri,y_ri)，i＝1,2,…,n；

步骤三：基于卫星线阵影像内方位元素和外方位元素，在影像严格成像模型基础上，利用摄影测量前方交会的方法计算得到前视和后视影像上同名像点(x_li,y_li)和(x_ri,y_ri)对应的地面坐标(X_i,Y_i,Z_i)，i＝1,2,…,n；具体公式如下：

公式(2)和(3)中，(X_i，Y_i，Z_i)为步骤二中同名点A对应的地面点坐标；(B_X，B_Y，B_Z)为摄影基线在三个坐标轴上的投影；(X_Si，Y_Si，Z_Si)为左摄站在地面坐标系中的坐标；(X_l，Y_l，Z_l)为A在左像空系中的坐标；(X_r，Y_r，Z_r)为A在右像空系中的坐标；N、N′为投影系数；公式(4)中，(a_i，b_i，c_i)，为前视影像姿态角ω、κ的方向余弦，i＝1,2,3；a_i′,b_i′,c_i′为后视影像姿态角ω′、κ′的方向余弦，i＝1,2,3；(x_li,y_li)、(x_ri,y_ri)分别为前后视影像像点坐标，f_l、f_r为前后视影像对应的焦距；

步骤四：RPC系统误差补偿模型见公式(5)和(6)；利用步骤三中得到的前视和后视影像对应的地面点坐标(X_i,Y_i,Z_i)和原有的RPC参数，分别求出前后视影像对应公式(6)中的系统误差补偿参数；

其中，公式(5)为RPC系统误差补偿模型，式中(r′,c′)为RPC求解过程中影像像点的量测坐标；r＝l×LINE_SCALE+LINE_OFF，c＝s×SAMP_SCALE+SAMP_OFF，为由公式(1)中的归一化坐标计算得到的影像像点坐标，LINE_SCALE，LINE_OFF，SAMP_SCALE，SAMP_OFF为有理函数归一化系数；公式(6)中(Δr,Δc)为像点坐标(r,c)对应的系统误差值，(e₀,e₁,e₂,e₃,e₄,e₅,f₀,f₁,f₂,f₃,f₄,f₅)为系统误差补偿参数，因为本发明的方法不依赖地面控制点，可以自动匹配得到任意数量的地面点坐标，所以采用精度较高的二阶补偿模型；

步骤五：根据得到的系统误差补偿参数，对步骤一中的严格传感器模型生成的虚拟控制格网的像点坐标进行系统误差补偿，以获得消除系统误差的虚拟控制格网点；

步骤六：利用系统误差补偿后的虚拟控制格网点，根据最小二乘平差原理重新求解RPC参数，从而得到精化后的RPC参数。