高分辨率遥感影像几何定位理论与方法

卫星影像的高精度几何定位是进行遥感影像几何处理和获取各种地理空间信息的基础，是高分辨率遥感卫星影像能够广泛应用的重要前提，是利用卫星影像测制各种比例尺地形图的基本保障。作者总结了多年的实践经验和理论研究，对在高精度定位主要依赖的重点关键技术上进行了充分论述并提出相应的解决方案，为相关领域的其他研究人员提供了参考。

高分辨率遥感影像的几何定位已成为遥感影像处理和制作地理信息成果过程中的重要环节，在国防和经济建设中起到了越来越重要的作用。本书主要介绍高分辨率遥感影像几何定位中涉及的理论方法及关键技术，内容包括高分辨率遥感影像的成像几何模型、遥感影像的姿态系统误差检校、摄影测量参数在轨几何定标、高分辨率遥感影像的光束法平差、多源辅助数据支持的遥感影像几何定位、基于总体最小二乘法的遥感影像几何定位技术等。 本书可以作为高等院校与科研院所目标工程、摄影测量与遥感、测绘工程、地理信息系统及其他相关专业的工程技术人员、管理人员和本科生、研究生的科研、教学、学习参考书。

刘建辉，男，1986年11月出生，河南新乡人，工学博士，战略支援部队信息工程大学数据与目标工程学院讲师。长期从事遥感目标探测、摄影测量与遥感、遥感信息处理与应用等方向的教学及研究工作。先后主持或参与国家自然科学基金、省部级和部队专项科研项目10余项，公开发表学术论文10余篇，先后获国家发明专利授权2项，软件著作权4项。

第1章 高分辨率遥感影像几何定位技术综述
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 遥感成像几何模型
1.2.2 基于模拟数据的分析及卫星影像的系统误差改正
1.2.3 影像定向参数间相关性问题及克服方法
1.2.4 卫星影像在轨几何定标及光束法区域网平差
1.2.5 多源数据辅助目标定位
1.2.6 总体最小二乘理论用于遥感影像几何定位
1.3 本章小结
第2章 遥感影像几何定位基础知识
2.1 典型高分辨率卫星传感器
2.1.1 SPOT5HRS对地观测设备
2.1.2 天绘一号卫星传感器
2.1.3 资源三号卫星三线阵传感器
2.2 目标定位中涉及的各类坐标系及其相互转换
2.2.1 扫描坐标系
2.2.2 瞬时影像坐标系
2.2.3 传感器坐标系
2.2.4 本体坐标系
2.2.5 轨道坐标系
2.2.6 空间固定参考坐标系
2.2.7 地心地固坐标系
2.2.8 高程系统
2.3 外方位元素建模
2.3.1 低阶多项式模型
2.3.2 定向片模型
2.3.3 分段多项式模型
2.4 本章小结
第3章 常见地理信息数据及实验数据
3.1 常见地理信息数据
3.1.1 基准影像数据
3.1.2 数字高程模型数据
3.2 模拟数据生成
3.2.1 单线阵CCD模拟数据生成
3.2.2 三线阵CCD模拟数据生成
3.3 真实卫星影像数据
3.3.1 SPOT5HRS数据
3.3.2 天绘一号卫星三线阵数据
3.3.3 资源三号卫星三线阵数据
3.3.4 IKONOS卫星影像数据
3.4 本章小结
第4章 高分辨率遥感影像严格成像几何模型
4.1 遥感影像成像几何模型
4.1.1 SPOT5卫星HRS影像成像几何模型
4.1.2 天绘一号卫星三线阵影像成像几何模型
4.1.3 资源三号卫星三线阵影像成像几何模型
4.2 星历姿态辅助条件下的卫星影像直接立体定位
4.3 姿态系统误差检校模型的建立和解算
4.3.1 模型的建立
4.3.2 模型的解算
4.4 实验与分析
4.4.1 卫星影像无地面控制点直接立体定位实验
4.4.2 卫星影像姿态系统误差检校实验
4.4.3 利用地面控制点的影像定位实验
4.5 本章小结
第5章 遥感卫星线阵传感器摄影测量参数在轨几何定标
5.1 卫星成像几何模型旋转变换预处理
5.2 摄影测量参数标定模型的构建
5.2.1 内部参数标定模型的建立与解算
5.2.2 外部参数标定模型的建立与解算
5.3 几何定标的方法
5.4 基于模拟数据的摄影测量参数解算
5.5 基于地面检校场的摄影测量参数解算
5.6 实验与分析
5.6.1 基于模拟数据的摄影测量参数解算实验
5.6.2 SPOT5HRS影像实验
5.6.3 天绘一号三线阵影像实验
5.6.4 资源三号卫星三线阵影像实验
5.7 本章小结
第6章 高分辨率遥感影像光束法平差方法
6.1 常规光束法平差模型
6.1.1 低阶多项式模型描述的光束法平差
6.1.2 定向片模型描述的光束法平差
6.1.3 分段多项式模型描述的光束法平差
6.2 带附加参数的自检校模型
6.2.1 顾及相差特点的附加参数模型
6.2.2 基于多项式描述的附加参数模型
6.3 自检校光束法区域网平差模型
6.4 平差时各未知参数间相关性克服策略
6.4.1 增设观测方程条件下观测值的定权方法
6.4.2 验后方差分量估计定权方法
6.5 精度评定
6.5.1 理论精度
6.5.2 实际精度
6.6 实验与分析
6.6.1 控制点布设方案
6.6.2 SPOT5卫星HRS影像实验
6.6.3 天绘一号卫星三线阵影像实验
6.6.4 资源三号卫星三线阵影像实验
6.7 本章小结
第7章 有理函数模型遥感影像几何定位方法
7.1 有理函数模型
7.2 有理函数模型的建立与求解
7.2.1 建立有理函数模型的控制方案
7.2.2 有理多项式系数的解算
7.3 有理函数模型的直接立体定位方法
7.4 有理函数模型中系统误差补偿策略
7.4.1 基于物方补偿方案的系统误差补偿模型
7.4.2 基于像方补偿方案的系统误差补偿模型
7.5 基于有理函数模型的光束法平差
7.6 实验与分析
7.6.1 不同控制方案下检查点的有理函数模型定位实验
7.6.2 不同控制方案下基于有理函数模型的直接对地定位实验
7.6.3 天绘一号卫星附带RPC产品验证实验
7.6.4 有理函数模型遥感影像几何定位实验
7.7 本章小结
第8章 多源数据辅助的遥感影像几何定位方法
8.1 多源数据辅助遥感影像几何定位的基本原理
8.1.1 辅助控制点的获取
8.1.2 高程基准转换
8.1.3 辅助控制点参与定位
8.2 实验与分析
8.2.1 辅助控制点精度研究实验
8.2.2 多源数据辅助定位实验
8.2.3 小区域基准影像辅助大幅宽遥感影像定位实验
8.3 本章小结
第9章 基于总体最小二乘法的多源数据辅助遥感影像定位
9.1 一般总体最小二乘算法