多源異構(gòu)遙感影像聯(lián)合定位模型研究.pdf

1、本文在分析不同載體和不同傳感器影像定位模型的基礎上，對現(xiàn)有航空航天光學與雷達遙感影像的構(gòu)像方程和定位模型進行了改造或重建，并從構(gòu)像方程、軌道姿態(tài)精化模型和測量數(shù)據(jù)處理三個關(guān)鍵點著手，在內(nèi)定向和軌道姿態(tài)測量精度較高的情況下，通過對傳感器參數(shù)和平差參數(shù)的配置，實現(xiàn)多源異構(gòu)遙感影像一體化“空中三角測量”處理技術(shù)，實現(xiàn)稀少(無)地面控制點多源異構(gòu)遙感影像的聯(lián)合定位。論文完成的主要工作及貢獻有：(1)構(gòu)建了地心直角坐標系中航空光學影像的構(gòu)像方程和

2、定位模型地心直角坐標系中構(gòu)建了航空遙感影像的定位模型，相對于地球橢球切面直角坐標系和地圖投影坐標，不用考慮地球曲率影響，減少了POS數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，有利于多源影像和多源數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理；將飛行向切面直角坐標系作為姿態(tài)參考基準的方法，克服了姿態(tài)角解算奇異與多解問題。
　　(2)在地固地心直角坐標系中構(gòu)建了航天光學影像的構(gòu)像方程和定位模型
　　通過對偏流角的適應性處理，直接在地固地心直角坐標系中建立了航天影像的構(gòu)像方程，不用考慮地球自

3、轉(zhuǎn)等參數(shù)，使得地心坐標系中的構(gòu)像方程更簡潔、實用性更強；將軌道修正模型建立在飛行坐標系中，與軌道系統(tǒng)誤差規(guī)律相適應，方便水平方向和航高方向的定權(quán)，更適合大跨度航天遙感影像的定位；建立了基于共線方程與基于像元視線向量的定位模型間的內(nèi)在聯(lián)系，使得航天遙感影像的軌道姿態(tài)精化、像點坐標與地面點坐標正反算更易于實現(xiàn)。
　　(3)構(gòu)建了基于外方位元素的雷達影像構(gòu)像方程和定位模型
　　構(gòu)像方程是攝影測量中最基本最重要的公式，本文以外方位元

4、素作為定向參數(shù)，基于距離和共面條件構(gòu)建了一種側(cè)視雷達遙感影像簡潔嚴密的構(gòu)像方程。該方程反應了雷達影像距離向和方位向的成像機理，平差時像點坐標作為攝影測量獨立觀測值的屬性得到體現(xiàn)，使雷達影像定位更易融入攝影測量數(shù)據(jù)處理的成熟算法。論文以距離共面方程為基礎，給出了一套包括糾正、立體定位、區(qū)域網(wǎng)平差、匹配幾何預處理等內(nèi)容在內(nèi)較為完整的航空航天側(cè)視雷達影像定位理論和方法。
　　(4)實現(xiàn)了多源異構(gòu)遙感影像空中三角測量的一體化處理
　

5、　對本文所建立的不同影像定位模型進行概括，以外方位元素作為統(tǒng)一的定向參數(shù)，以地固地心直角坐標系作為統(tǒng)一的物方坐標系，以聯(lián)合平差作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理方法，以軌道姿態(tài)多項式精化模型和像點坐標顯函式的構(gòu)像方程為基礎，實現(xiàn)了多源異構(gòu)遙感影像空三的一體化處理，通過對傳感器參數(shù)和平差參數(shù)的配置，實現(xiàn)多源影像的單獨或聯(lián)合定位。對于無傳感器幾何參數(shù)的影像，提出了基于等效傳感器的遙感影像嚴密定位，給出了幾種等效傳感器參數(shù)的獲取方法，擴展了嚴密定位模型的應用

6、范圍，簡化了一些影像的定位處理。模型的解算對控制點的個數(shù)沒有要求，模型本身不受地球曲率的影響，不受影像地面覆蓋范圍的限制。
　　(5)對大規(guī)模遙感影像區(qū)域網(wǎng)平差的解算與影像定位方位元素相關(guān)性問題進行了研究
　　給出了一種不包含地面點坐標未知數(shù)的改化后法方程系數(shù)矩陣的直接填寫方法，省去了誤差方程系數(shù)的和法方程地面點坐標未知數(shù)系數(shù)的存儲空間；對影像定位定向參數(shù)去相關(guān)性方法進行了總結(jié)比較試驗，得出一些對遙感影像定位聯(lián)合平差有指導性

7、的結(jié)論；將計算機仿真技術(shù)引入遙感影像定位的誤差影響因素、定向參數(shù)相關(guān)性影響分析領域，為復雜的遙感影像嚴密定位誤差研究提供了一個定量化、可視化的分析工具。
　　(6)對所提出的理論方法進行試驗驗證
　　以論文所提出的理論方法為基礎，編寫了適合多傳感器影像聯(lián)合空三處理的軟件原型，通過對傳感器參數(shù)的配置，實現(xiàn)了不同傳感器影像的單獨或聯(lián)合定位。論文選擇了有代表性的9種不同類型傳感器影像進行了單獨和聯(lián)合定位試驗(涉及影像的糾正和立體定