专利名称：光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于遥感图像处理技术领域，涉及一种光学遥感卫星数据地理定位方法， 特别是一种在地理定位中通过大气折射补偿提高定位精度的方法。
背景技术：
随着卫星对地观测技术在空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率以及观测模式上的不断发展，卫星遥感数据的综合定量处理、增值处理及深层次应用处理需求日益高涨，特别是在地图测绘、多源卫星遥感数据的融合、地面目标监测等应用处理中，卫星遥感数据的高精度几何定位问题已经成为众多遥感应用领域亟待解决的瓶颈问题。卫星遥感数据高精度几何定位技术是卫星遥感数据定量化处理的关键基础支撑技术之一，其精度将直接影响定量化处理及增值处理的深度。卫星遥感影像的地理定位，指的是确定遥感图像中每个像元所对应的地面位置信息的过程。对于光学遥感而言，图像中的每个像元都与卫星对地观测时的某一瞬时视场相对应，其地面位置信息包括地理经纬度、地面高度。遥感影像高精度定位的依据是摄影测量理论，其定位的关键技术之一是建立传感器成像的数学模型，简称为成像模型，它反映的就是地面点的地理坐标与相应像点在像平面坐标系的像元坐标之间的数学关系。在遥感成像过程中，由于各种原因，使得遥感影像存在一定程度的变形，从而导致在定位时会出现误差。引起光学卫星影像的变形的因素包括卫星星历误差、卫星姿态误差、 仪器安装的系统误差、由地球曲率和地球自转引起的误差、地形高程误差和大气折射误差。包围地球的大气层从地面一直延伸到几千公里高度，从下到上可分为五层对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。无线电波在大气层中传播时，由于在各层中的传播速度变化而产生大气折射的效应，大气层是不均勻的，其折射率随着高度的变化而变化，由此导致遥感影像的像元点存在位移。对于光学卫星遥感数据的高精度定位而言，大气折射造成的误差是不可忽略的。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法及系统，对提高光学卫星遥感数据的地理定位精度具有重要意义。为达到上述目的，本发明提供的光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，包括一地球半径补偿步骤，用于通过对地球半径进行补偿后，再利用常规成像模型计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标。上述光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述对地球半径进行补偿步骤中，是通过假设地球实际半径加上地球半径补偿量为地球半径来计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标的。上述光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述地球半径补偿量的获取进一步包括
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像元相对于星下点方向偏转角计算步骤，用于取得光学卫星图像中的某一像元点，利用卫星元数据计算获取该像元相对于星下点方向偏转角；地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系建立步骤，用于根据光学原理及几何学几率建立地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角的对应关系；地球半径补偿量计算步骤，根据所述地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系，计算获取地球半径补偿量。上述光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系通过下式建立
权利要求
1.光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，包括一地球半径补偿步骤，用于通过对地球半径进行补偿后，再利用常规成像模型计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标。
2.根据权利要求1所述的光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述对地球半径进行补偿步骤中，是通过假设地球实际半径加上地球半径补偿量为地球半径来计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标的。
3.根据权利要求2所述的光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述地球半径补偿量的获取进一步包括像元相对于星下点方向偏转角计算步骤，用于取得光学卫星图像中的某一像元点，利用卫星元数据计算获取该像元相对于星下点方向偏转角；地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系建立步骤，用于根据光学原理及几何学几率建立地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角的对应关系；地球半径补偿量计算步骤，根据所述地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系，计算获取地球半径补偿量。
4.根据权利要求3所述的光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法，其特征在于，所述地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系通过下式建立
5.一种应用权利要求1 4中任一项所述的光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法的系统，其特征在于，包括一地球半径补偿模块，用于通过对地球半径进行补偿后，再利用常规成像模型计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述地球半径补偿模块进一步包括像元相对于星下点方向偏转角计算单元，用于取得光学卫星图像中的某一像元点，利用卫星元数据计算获取该像元相对于星下点方向偏转角；地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系建立单元，用于根据光学原理及几何学几率建立地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角的对应关系；地球半径补偿量计算单元，根据所述地球半径补偿量与像元相对于星下点方向偏转角对应关系，计算获取地球半径补偿量。
全文摘要
本发明公开了一种光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法及系统，该光学卫星遥感数据地理定位中的大气折射补偿方法包括一地球半径补偿步骤，用于通过假设地球实际半径加上地球半径补偿量为地球半径来计算获取卫星图像中某一像元点对应的地面点的坐标。此方法不仅可以用于对SPOT-5的遥感数据进行校正，还可以针对其他的卫星遥感数据进行校正，采用本发明的方法经过大气折射补偿后的定位精度明显提高。
文档编号G01S17/06GK102346252SQ20101024681
公开日2012年2月8日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者孙卫东, 张霖, 马洪兵 申请人:清华大学