拼接型TDI CCD衛(wèi)星推掃影像幾何模型研究.pdf

1、拼接型TDI CCD衛(wèi)星推掃影像是指由星載拼接型TDI CCD相機(jī)推掃獲取的光學(xué)遙感影像。拼接型TDI CCD相機(jī)是指按一定方式將多片TDI CCD拼接而形成的組合式光學(xué)遙感相機(jī)。該類相機(jī)可兼顧地面分辨率、地面覆蓋寬度、成像靈敏度以及信噪比等技術(shù)指標(biāo)，正逐步替代傳統(tǒng)線陣CCD相機(jī)，成為航天光學(xué)遙感器的主流。本文以“天繪一號(hào)”01星、02星高分相機(jī)為實(shí)例，針對(duì)拼接型TDI CCD衛(wèi)星影像的幾何處理，圍繞原始影像嚴(yán)格幾何模型構(gòu)建、在軌幾何標(biāo)

2、定以及分片影像拼接等內(nèi)容展開研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在研究時(shí)空基準(zhǔn)和姿軌測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了拼接型TDI CCD原始影像內(nèi)、外定向的詳細(xì)步驟，分別構(gòu)建了“單片影像幾何模型”和“整體影像幾何模型”；針對(duì)相鄰TDI CCD分片影像重疊區(qū)內(nèi)的同名點(diǎn)對(duì)，構(gòu)建了片間幾何約束模型。⑵論述了推掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何標(biāo)定的難點(diǎn)，并提出了針對(duì)上述難點(diǎn)的解決策略；針對(duì)拼接型相機(jī)多片TDI CCD共享一套光學(xué)系統(tǒng)、各TDI CCD陣列相互獨(dú)

3、立以及相鄰TDI CCD有重疊區(qū)等特點(diǎn)，將片間幾何約束加入內(nèi)標(biāo)定過程，提出了一種顧及片間幾何約束的在軌標(biāo)定方法；針對(duì)該標(biāo)定方法設(shè)計(jì)了專門的“雙短條帶”控制布設(shè)方案。⑶研究了物理內(nèi)標(biāo)定模型與指向角內(nèi)標(biāo)定模型的區(qū)別與聯(lián)系，分別嚴(yán)密推導(dǎo)了不同階數(shù)光學(xué)畸變以及偏視場(chǎng)、正視場(chǎng)等不同情況下的指向角內(nèi)標(biāo)定模型，并給出了其具體計(jì)算公式。⑷分析了傳統(tǒng)像方拼接算法及其缺陷，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)研究虛擬推掃圖像生成及其幾何模型構(gòu)建的理論與方法，對(duì)算法基本原理、實(shí)施

4、流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述；對(duì)算法流程中分片影像RPC模型構(gòu)建、輔助高程信息來源、長(zhǎng)線陣安置位置以及拼接線位置的設(shè)定等關(guān)鍵問題進(jìn)行了系統(tǒng)論述；針對(duì)行積分時(shí)間跳變降低RPC擬合精度的問題，提出跳變自動(dòng)探測(cè)、分區(qū)間求解RPC參數(shù)的方案，可有效提升RPC模型擬合精度；給出了拼接產(chǎn)品幾何質(zhì)量評(píng)價(jià)的多種方法。⑸利用“天繪一號(hào)”真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)本文模型和算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明本文的幾何標(biāo)定模型和虛擬推掃圖像生成算法可靠有效；其中在軌標(biāo)定模型和算法能夠求解出