星载光学几何定标方法

光学遥感对地观测技术是人类获取地球空间信息的重要手段，在国民经济建设中具有不可替代的作用。光学遥感影像的几何质量直接影响其应用效果，而几何定标是保障光学卫星影像几何定位精度的重要手段。本书针对高分辨率星载光学卫星，系统介绍在轨几何定标方法，分别介绍线阵推扫卫星几何成像模型、成像链路几何误差源及对定位的影响机理、基于定标场控制数据的几何定标模型方法、不依赖定标场的几何定标模型方法和相关在轨卫星试验验证。

第1章 绪论 1
1.1 国内外高分光学卫星发展现状 1
1.1.1 国外高分光学卫星发展现状 1
1.1.2 国内高分光学卫星发展现状 2
1.2 国内外几何定标研究现状 3
1.2.1 国外几何定标研究现状 3
1.2.2 国内几何定标研究现状 4
1.3 本书的内容与组织结构 5
参考文献 6
第2章 线阵推扫光学卫星几何定位模型构建 10
2.1 光学卫星几何定位原理 10
2.2 定位涉及的坐标系定义及转换 11
2.2.1 影像坐标系 11
2.2.2 相机坐标系 11
2.2.3 卫星本体坐标系 12
2.2.4 轨道坐标系 13
2.2.5 地心惯性坐标系 14
2.2.6 地固坐标系 14
2.3 正变换 16
2.3.1 基于DEM辅助的迭代变换 16
2.3.2 多片立体交会 18
2.4 反变换 19
2.4.1 基于仿射模型的迭代变换 19
2.4.2 基于扫描线搜索的快速变换 20
2.4.3 基于近似“垂直”约束的快速变换 23
2.4.4 三种方法对比试验 27
参考文献 29
第3章 成像链路几何误差源及对定位的影响 31
3.1 成像链路几何误差源分析 31
3.2 轨道误差对几何定位的影响机理 31
3.3 姿态误差对几何定位的影响机理 34
3.3.1 姿态系统误差 34
3.3.2 姿态低频误差 35
3.3.3 姿态高频误差 36
3.4 内方位元素误差对几何定位的影响机理 37
3.4.1 主点偏移误差 37
3.4.2 主距误差 38
3.4.3 探元尺寸误差 38
3.4.4 CCD阵列旋转误差 39
3.4.5 镜头畸变 40
3.4.6 偏心畸变 40
3.5 时间同步误差对几何定位的影响机理 41
3.6 仿真验证 42
3.6.1 轨道误差仿真验证 42
3.6.2 姿态误差仿真验证 43
3.6.3 内方位元素误差仿真验证 56
3.6.4 时间同步误差仿真验证 60
参考文献 61
第4章 基于定标场的几何定标方法 64
4.1 外方位元素定标模型 64
4.1.1 常量偏置矩阵模型 64
4.1.2 顾及时间线性量的偏置矩阵模型 66
4.2 内方位元素定标模型 67
4.2.1 畸变模型 67
4.2.2 指向角模型 68
4.3 试验验证 71
4.3.1 资源三号试验验证 71
4.3.2 YG14试验验证 84
4.3.3 珠海一号高光谱试验验证 95
参考文献 115
第5章 无场几何定标方法 117
5.1 无场外定标 117
5.1.1 特定拍摄条件下的无场外定标 117
5.1.2 恒星观测定标 119
5.2 无场内定标 128
5.2.1 几何交叉定标 128
5.2.2 同名点定位一致性约束的自主定标 130
5.3 试验验证 131
5.3.1 无场外定标试验验证 131
5.3.2 无场内定标试验验证 139
参考文献 149
第6章 影像几何质量评价 150
6.1 在轨评价方法 150
6.1.1 绝对定位精度评测 150
6.1.2 相对定位精度评测 151
6.2 在轨评测方案 156
6.2.1 控制布设/选取方案 156
6.2.2 评测方法的选择方案 157
参考文献 158