高分辨率遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法研究

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1、密級：中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences碩士學(xué)位論文2013年4月ResearchonMethodsforOn．．OrbitGeometricCalibrationByTLiⅪuiUvADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofOpticsHefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyofS

2、ciencesApril，2013學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明鄭重聲明：本人呈交的學(xué)位論文《高分辨率遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)方法研究》，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作取得的成果。論文中所有數(shù)據(jù)、圖片資料均真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有的著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位，本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。本人簽名：室蓋奎日期：絲f2：：￡：口致謝光陰似箭，歲月如梭，三年研究生的學(xué)習(xí)和生活很快就要結(jié)束了。在畢業(yè)論文即將完成之際，內(nèi)心感觸頗多，有

3、對即將逝去的學(xué)生生涯的留戀，亦有對未來生活的憧憬。在此，我想對在攻讀碩士研究生期間曾給予我?guī)椭睦蠋煛⑼瑢W(xué)、朋友以及親人表達(dá)我深深的謝意!首先我想要感謝的是我的導(dǎo)師張黎明研究員。張老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神以及在學(xué)術(shù)上深厚的造詣等讓我受益匪淺。在進(jìn)島后的兩年實驗室學(xué)習(xí)與工作中，張老師非常關(guān)心我的科研與學(xué)習(xí)進(jìn)展情況，在他的指導(dǎo)下我明確了自己的研究方向，使自己在科研上不再感到迷茫。在論文的選題、中期以及撰寫階段，張老師也給予了很大的幫助和指導(dǎo)。從張老師身上不僅學(xué)到了扎實的知識，也學(xué)會了做人的道理。在此，向張老師致以崇高的謝意!在這兩年里，楊本永師兄、陳洪耀師

4、兄、徐偉偉師兄、李鑫師兄、李俊麟師兄以及黃文薪師弟，在平時的工作、學(xué)習(xí)和生活中都給予了我很大的幫助和鼓勵，他們積極認(rèn)真的學(xué)習(xí)和科研態(tài)度非常值得我學(xué)習(xí)，在此向他們表示衷心的感謝。衷心感謝司孝龍、楊寶云在多次外場試驗期間給予的幫助和照顧。在他們的帶隊下，不僅學(xué)到了外場試驗的技能與知識，也學(xué)會了不少與人相處、協(xié)調(diào)工作的能力，豐富了我的視野與社會實踐能力，在此向他們表示衷心的感謝。衷心感謝定標(biāo)室漫反射組的沈政國老師、朱雪梅老師、王戟翔師傅、韓慧達(dá)師傅、施家定等給予的關(guān)心和幫助。衷心感謝光學(xué)遙感中心的喬延利、王樂意、鄭小兵、方勇華、洪津、楊世植、易維寧、王先華、吳浩宇、孫曉兵等老師在工作

5、和學(xué)習(xí)中給予的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。衷心感謝研究生部的吳海信老師、邵嫻老師等三年來在學(xué)習(xí)、生活等方面提供的的關(guān)心和幫助。衷心感謝我的父母和弟弟，謝謝你們多年來默默的關(guān)懷與支持!最后，再次感謝那些曾經(jīng)給予過我?guī)椭完P(guān)懷的老師、同學(xué)、朋友與親人12013．4T摘要高分辨率遙感衛(wèi)星在飛行中因振動、溫度和壓強變化等會導(dǎo)致星載傳感器的內(nèi)部幾何參數(shù)發(fā)生變化，在進(jìn)行立體測繪時會帶來很大的定位誤差，嚴(yán)重制約其遙感數(shù)據(jù)的定量化應(yīng)用，遙感衛(wèi)星的在軌幾何定標(biāo)是解決該問題的有效途徑。目前有多種在軌幾何定標(biāo)方法，這些方法各有特點，均取得了一定的在軌幾何檢校成效，但也存在一些有待于進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化的方面。根據(jù)

6、遙感衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)的基礎(chǔ)理論，考慮到“資源三號”衛(wèi)星自身的成像特點，本文構(gòu)建了線陣推掃傳感器的嚴(yán)格成像幾何模型，并對嚴(yán)格成像幾何模型進(jìn)行了合理的簡化處理，得到了適合于“資源三號”衛(wèi)星在軌幾何定標(biāo)的共線方程?；凇百Y源三號”衛(wèi)星下傳的元數(shù)據(jù)文件，詳細(xì)分析了衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)特性，最終獲得了任意時刻衛(wèi)星軌道和姿態(tài)的高精度參數(shù)方程。在此基礎(chǔ)上，對“資源三號”衛(wèi)星前視與后視影像的像點坐標(biāo)進(jìn)行了模擬，為“資源三號”衛(wèi)星的在軌幾何定標(biāo)提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)源。本文提出了一種基于單像空間后方交會的分步幾何定標(biāo)方法，該方法繼承了單像空間后方交會幾何定標(biāo)與基于姿態(tài)角和內(nèi)方位元素交互迭代幾何定標(biāo)的優(yōu)

7、點。同時，在這兩種方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在保證很高定標(biāo)精度的前提下，簡化了迭代算法的實現(xiàn)過程。對“資源三號’’衛(wèi)星進(jìn)行了在軌幾何定標(biāo)試驗，驗證了基于單像空間后方交會的分步幾何定標(biāo)方法的有效性與可行性。該方法可以應(yīng)用于其他高分辨率遙感衛(wèi)星線陣推掃傳感器的在軌幾何定標(biāo)中。本文首次將十字對頂角人工靶標(biāo)用于國內(nèi)遙感衛(wèi)星的在軌幾何定標(biāo)，使得像點坐標(biāo)的量測精度得到了顯著的改善。后期多次在軌試驗表明，利用基于黑白交變的差分法對十字對頂角靶標(biāo)中心的提取精度優(yōu)于0．05個像素。關(guān)鍵詞：幾何定標(biāo)；十字對頂角靶