[发明专利]一种光学卫星传感器在轨分时几何定标方法

说明书

本发明公开了一种光学卫星传感器在轨分时几何定标方法，包括：以光学卫星传感器的中间片CCD/CMOS作为基准片，以其余片CCD/CMOS作为非基准片，依次对基准片进行外定标和内定标处理；在基准片外定标的基础上，分别对每一片非基准片进行内定标处理；从基准片开始，分别向左右两侧CCD/CMOS延伸，依次以相邻两片CCD/CMOS为一个定标单元，并以该单元中离基准片近的CCD/CMOS作为参考片、另一片作为非参考片，计算参考片和非参考片之间的片间错位量；根据片间错位量和成像探元大小，更新非参考片的内定标参数。本发明可以大大减小光学卫星传感器在轨几何定标对地面定标场幅宽的要求，从而减少定标场参考数据制作与更新过程中投入的人力、物力和财力，实现经济化在轨几何定标。

技术领域

本发明属于光学遥感卫星数据几何处理技术领域，特别涉及一种光学卫星传感器在轨分时几何定标方法。

背景技术

光学卫星传感器在轨几何定标旨在于获取传感器的精确成像参数，包括相机主点、主距、镜头畸变和相机安置角等，是光学卫星传感器实现多片/多相机无缝拼接、全色与多光谱影像精确配准、多光谱波段影像精确配准、高精度目标定位的前提和基础。

针对光学卫星传感器高精度在轨几何定标的应用需求，目前通常采用基于地面定标场的在轨几何定标方法，即：通过覆盖定标场的待定标影像和定标场参考DOM/DEM数据的密集匹配来获得大量控制点，并利用控制点精确求解出定标参数。该方法要求所有分片CCD/CMOS影像为同一时间段内采集的影像，且要求定标场参考数据在卫星影像幅宽方向上覆盖所有片CCD/CMOS影像。然而，随着卫星传感器技术的不断发展和卫星用户需求的不断提高，卫星影像幅宽已经有了大幅度增大。譬如，高分六号卫星宽幅相机的成像幅宽为800公里，海洋一号C/D卫星海岸带成像仪的成像幅宽达950公里。

在此情况下，现有定标方法必然面临两个主要问题：

1)现有定标场的参考数据无法满足大幅宽成像的在轨几何定标需求，而制作大幅宽定标场的参考数据需要投入大量的人力、物力和财力；

2)采集覆盖定标场的待定标影像受天气状况影响较大，难以保证同一时间段内所有片CCD/CMOS影像均无云或少云覆盖。

发明内容

针对现有方法在光学卫星传感器在轨几何定标方面的不足，本发明提供了一种光学卫星传感器在轨分时几何定标方法，利用不同时间段采集的覆盖同一定标场或者不同定标场的分片CCD/CMOS影像分别开展几何定标处理，再通过相邻片CCD/CMOS影像之间的片间错位量和成像探元大小，更新非参考片的内定标参数，最终实现所有片CCD/CMOS的高精度定标。

为进一步实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的技术构思是：在光学卫星传感器基准片内外定标和非基准片内定标的基础上，以相邻两片CCD/CMOS作为一个定标单元，通过定标单元中参考片与非参考片之间的片间错位量和成像探元大小，对非参考片的内定标参数进行更新处理，从而在保证每一片CCD/CMOS定标精度的同时，实现所有片CCD/CMOS之间的几何一致性。

一种光学卫星传感器在轨分时几何定标方法，包括以下步骤：

步骤1，以光学卫星传感器的中间片CCD/CMOS作为基准片，以其余片CCD/CMOS作为非基准片，利用基准片影像上的控制点依次对基准片进行外定标和内定标处理，采用的在轨几何定标模型如式(1)和式(2)所示：