专利名称：一种基于rpc的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法
技术领域：
本发明涉及一种三线阵立体卫星影像的区域网平差改进及检校方法，可用于各种高精度的三线阵立体卫星影像处理。
背景技术：
高分辨率对地观测系统是国家重要的战略性资源和基础设施，三线阵立体测绘卫星是高精度对地观测卫星的一种，三线阵相机及其平台具有分辨率高，几何定位精度高以及立体成像的特点。但是由于三线阵相机的成像精度是与卫星平台精度密切联系，而三线阵之间的关系也需要通过地面处理进一步的校正，因此高精度的地面处理方法显得尤为重要，作为几何精度处理和几何检校关键技术的三线阵立体卫星区域网平差方法具有至关重要的作用。区域网平差是在多幅影像组成的区域内，根据少量的野外控制点和室内加密点的平面和高程坐标进行整体平差，解求加密点的平面、高程坐标和影像的外方位元素的测量方法。其主要目的是为无野外控制点的地区测图提供定向的控制点和外方位元素，区域网平差被认为是利用影像和少量地面控制点条件下进行测地定位的一种精密方法。摄影测量是遥感领域和测绘领域相结合发展起来的新兴学科，平差技术不仅继承了两个学科的优势，且有着重大的意义和优点1、快速的在大范围内同时进行点位测定，节省大量的野外测量工作；2、摄影测量平差计算时，加密区域内部精度均勻，且很少受区域大小的限制；3、联合平差计算时，标定卫星姿态轨道误差，提高系统几何精度；4、标定相机内方位元素误差， 提高内部畸变精度。在早期框幅式影像数据处理中，平差的主要方法是以严格模型为基础， 对面阵中心投影的影像进行几何校正。随着推扫式相机逐步取代框幅式相机，区域网平差面临着新的难题。推扫是以线阵为基础进行中心投影，原有以面阵为基础的严格模型在平差中已不适用。而中心投影严格模型也因为平台的复杂度增加变得难以精确，从而出现了新的替代模型RPC (Rational Polynomial Coefficients)。RPC是以一段时间的线阵(景) 为单位的，并且使用多项式的形式取代了中心投影严格模型，于是平台与严格模型的关系进一步分离，从而获得相对简单和稳定的投影方式。在以推扫式相机为载荷的数据处理中， 以RPC为基础的数据处理方式广泛的推广开来。三线阵立体相机的发展，使传统推扫相机的RPC平差方法的局限性突出出来，它不能很好的将三线阵立体相机在几何精度方面的优势在平差方法中体现出来，同时由于它与相机不关联，从而无法检校三线阵相机的参数，进一步损失精度。

发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，采用该方法处理后得到的影像几何精度高，稳定性好。本发明的技术解决方案为一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，包括以下步骤(1)由卫星下传辅助数据提取卫星的轨道和姿态，并根据提取的卫星的轨道和姿态确定地面点与像点之间的投影关系，即严格成像模型；(2)根据严格成像模型，求解出三线阵各个影像的RPC参数，通过影像匹配找出三线阵之间的连接点；(3)列出三线阵影像的前视、正视、后视三个仿射变换公式；(4)根据步骤(3)列出的三个仿射变换公式建立误差方程，将步骤(2)找出的连接点坐标以及地面控制点库中的控制点坐标代入误差方程进行解算，获得仿射变换参数的改正数，利用该改正数修正步骤(3)的仿射变换公式；(5)利用相机参数和修正后的正视仿射变换公式，再次列写前视和后视仿射变换公式；(6)将步骤(4)修正后的前视、后视仿射变换公式与步骤(5)列写前视和后视仿射变换公式进行联立，获得相机参数的改正数，修正相机参数，完成三线阵立体卫星区域网平差改进及检校。所述的步骤(3)中的前视、正视、后视三个仿射变换公式为
权利要求
1.一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，其特征在于包括以下步骤(1)由卫星下传辅助数据提取卫星的轨道和姿态，并根据提取的卫星的轨道和姿态确定地面点与像点之间的投影关系，即严格成像模型；(2)根据严格成像模型，求解出三线阵各个影像的RPC参数，通过影像匹配找出三线阵之间的连接点；(3)列出三线阵影像的前视、正视、后视三个仿射变换公式；(4)根据步骤(3)列出的三个仿射变换公式建立误差方程，将步骤(2)找出的连接点坐标以及地面控制点库中的控制点坐标代入误差方程进行解算，获得仿射变换参数的改正数，利用该改正数修正步骤(3)的仿射变换公式；(5)利用相机参数和修正后的正视仿射变换公式，再次列写前视和后视仿射变换公式；(6)将步骤(4)修正后的前视、后视仿射变换公式与步骤(5)列写前视和后视仿射变换公式进行联立，获得相机参数的改正数，修正相机参数，完成三线阵立体卫星区域网平差改进及检校。
2.根据权利要求1所述的一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，其特征在于所述的步骤(3)中的前视、正视、后视三个仿射变换公式为Si = Ci + ACi =e'0+ e{C + e\Kn = ^+^ = ^+/^1 + /^'式中，, Λ',Λ',/2;为各影像的仿射变换参数；(Si5Li)表示经系统误差改正后的像面坐标，改正量用ACi, ARi表示；CiRi分别代表误差改正前的像点坐标；上标(i = 1,2,3)分别表示前视、正视和后视。
3.根据权利要求1所述的一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，其特征在于所述步骤(5)中再次列写的前视和后视仿射变换公式为= S2 Hctgiyaw(T1))“K‘Ll_L2 Hctg(O).“ K^3 = si | Hctgjyaw(T2))一K民式中，H为卫星轨道高度，θ为前视、正视、后视的夹角；Yaw(T1)为前视和正视间隔中偏航角增量，yaw(T2)为正视和后视间隔中偏航角增量，Re为地球半径；(Si, Li)表示经系统误差改正后的像面坐标，上标(i = 1,2,3)分别表示前视、正视和后视。
4.根据权利要求1所述的一种基于RPC的三线阵立体卫星区域网平差改进及检校方法，其特征在于所述步骤(6)中修正相机参数公式为
全文摘要
一种基于RPC的三线阵立体卫星图像区域网平差改进及检校方法，(1)确定地面点与像点之间的投影关系，即严格成像模型；(2)根据严格成像模型，求解出三线阵各个影像的RPC参数，通过影像匹配找出三线阵之间的连接点；(3)列出三线阵影像的前视、正视、后视三个仿射变换公式；(4)建立误差方程并求解，获得仿射变换参数的改正数，利用该改正数修正仿射变换公式；(5)利用相机参数和修正后的正视仿射变换公式，再次列写前视和后视仿射变换公式；(6)将步骤(4)修正后的前视、后视仿射变换公式与步骤(5)列写前视和后视仿射变换公式进行联立，获得相机参数的改正数，修正相机参数，完成三线阵立体卫星区域网平差改进及检校。
文档编号G01C11/04GK102168972SQ20101058899
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者刘明亮, 喻文勇, 康倩, 徐文, 李庆鹏, 钟慧敏, 陈琦 申请人:中国资源卫星应用中心