[发明专利]电离层成像探测器图像地理坐标解算方法

权利要求书

1.电离层成像探测器图像地理坐标解算方法，其特征在于，基于严格成像几何模型，包括以下步骤：

步骤1、确定电离层成像探测器外部几何模型，并根据电离层成像探测器外部几何模型，基于共线方程解算理想像平面像点对应的地面坐标系下的地物点坐标XeYeZe；

步骤1.1、确定相关坐标系；

确定理想像平面坐标系G”-X”_ipY”_ip：采用正片进行理想像平面定义，正片的X”_ipY”_ip轴指向和物平面XY轴及卫星XY轴指向一致；

确定像空间坐标系S′-XiYiZi：以摄影中心S′为原点，XiYi轴平行且同向于像平面的X”_ipY”_ip轴，Zi与卫星轨道坐标及卫星本体坐标的Z轴重合；

确定传感器坐标系S-XsenYsenZsen：传感器坐标系和像空间坐标系一致；

确定卫星本体坐标系S-XsatYsatZsat：卫星本体坐标系和传感器坐标系一致；

确定卫星轨道坐标系S-XorbYorbZorb：原点位于卫星质心S，Zorb轴指向地心，Xorb轴位于轨道平面内，指向卫星轨道前进方向，Yorb轴由右手定则确定；

确定物方空间坐标系O-Xe′Ye′Ze′：以地心惯性系坐标ECI定义物方空间坐标；

确定像空间辅助坐标系S-X_auxY_auxZ_aux：原点位于卫星质心S，X_auxY_auxZ_aux轴和物方空间坐标轴同向；

步骤1.2、构建各个坐标系之间的转化矩阵；

构建理想像平面坐标到像空间坐标的转换矩阵R_ip2i：

其中f为电离层探测器光学系统焦距；

构建像空间坐标到传感器坐标的转换矩阵R_i2sen：

构建传感器坐标到卫星本体坐标的转换矩阵R_sen2sat：

构建卫星本体坐标到卫星轨道坐标的转换矩阵R_sat2orb：

其中，θ、ψ分别是轨道系绕卫星Xsat、Ysat、Zsat轴旋转产生的滚动角、俯仰角和偏航角；

构建卫星轨道坐标到像空间辅助坐标的转换矩阵R_orb2aux：

其中，b1、b2、b3为矩阵元素，V_eci为地心惯性系坐标ECI下的卫星速度矢量，P_eci为地心惯性系坐标ECI下的卫星位置矢量；

步骤1.3、基于共线方程解算理想像平面像点对应的地面坐标系下的地物点坐标XeYeZe；

R_ip2aux＝R_orb2aux×R_sat2orb×R_sen2sat×R_i2sen×R_ip2i

其中，(Xs,Ys,Zs)为摄影中心S′在地心惯性系的坐标，(x,y,1)为正片像平面上的像素点坐标，H为物距，即电离层探测器观测距离；

步骤2、确定电离层成像探测器内部相关几何模型，并根据电离层成像探测器内部相关几何模型与外部几何模型的转换关系，将像素灰度值与各个地物点坐标XeYeZe关联对应，获得物点地面坐标；

步骤3、将物点地面坐标转化为基于椭球体WGS84转换为地理坐标LLA。