基于多模态融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法与流程

本发明属于光学遥感卫星几何定标领域，具体涉及基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法。

背景技术：

1、在轨几何定标是光学遥感卫星实现高精度几何定位的关键一环。卫星经过发射时的震动环境和入轨后长期的空间环境，其由多个传感器组成的相机结构变化、星敏慢漂等均会导致卫星几何定位精度下降，必须要在入轨后及在轨运行期间定期进行几何定标，更新定标参数以保证影像产品的定位精度。

2、传统的光学遥感卫星在轨几何定标通常基于几何定标场通过卫星成像获取定标场影像数据，通过建立基于探元指向角的几何定标模型，并利用几何定标场高精度dom、dem数据进行控制点影像匹配，提取高精度控制点对，进行相机内外方位元素迭代标校，完成几何定标。基本流程如图1所示。

3、本发明相比传统光学遥感卫星几何定标方法，传统方法针对窄视场条件下，一次可获取相机传感器全视场范围内的无云数据，进而可开展基于高精度几何定标场的几何定标工作。但针对幅宽高达几百公里的高分辨率超大视场成像相机传感器，无法一次获取全视场范围内覆盖所有片的无云数据，需要利用多次成像数据进行联合几何定标处理，但不同次成像时，卫星的轨道、姿态、行时等测量误差存在差异，容易引起内外方位元素标定不一致性，从而导致片间拼接图像错位和几何定位偏差的问题。因此本发明提出了基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法。

技术实现思路

1、(一)发明目的

2、本发明的目的是提供基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法，解决由于利用多次成像数据进行几何定标引起的内外方位元素标定不一致性，导致片间拼接图像错位和几何定位偏差的问题，从而最终解决高分辨率超大视场成像图像在轨几何定标的问题，获取高精度几何定位图像。

3、(2)技术方案

4、为达到上述目的，解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

5、基于多模态融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法，包括以下步骤：

6、步骤1，单次卫星观测数据的几何定标，以高精度几何定标场数据为参考，构建无云区域的几何定标模型，通过几何定标模型解算，获取相机成像单个无云区域传感器内对应每个像元的内方位元素和相机外方位元素。

7、步骤2，两次包含重叠区域的无云卫星观测数据几何定标，基于重叠区域首次标定的内方位元素，采用单次卫星观测数据几何定标模型，计算获得第二次成像传感器对应的相机外方位元素；然后利用相机外方位元素，对第二次成像没有重叠的传感器进行内方位元素标定。

8、步骤3，利用其它次成像数据与第一次或第二次成像数据存在重叠区域，利用步骤二的方法，获取其它次成像数据的外方位元素和其它所有传感器的内方位元素。

9、步骤4，基于获取的全视场范围内的内方位元素，通过重叠区域连接点，建立外方位元素整体校正模型，将多次外方位元素定标参数进行多模态融合，完成外方位元素一致性校正。通过内外方位元素相互迭代优化，完成大视场高精度几何定标。

10、(3)有效收益

11、1、本发明提出的基于多模态融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法，解决了无法通过几何定标场一次性完成大视场几何定标的难题。

12、2、本发明建立了一种基于重叠区域约束和定标参数传递的高精度关联控制模型，通过内外方位元素相互迭代优化，利用多模态成像参数进行内方位元素定标参数优化，逐步优化至全视场，从而实现图像高精度片间拼接，基于获取的全视场优化后的内方位元素，通过重叠区域连接点，建立外方位元素整体校正模型，将多次外方位元素定标参数进行多模态融合，完成外方位元素一致性校正，最终实现大视场成像条件下的高精度几何定标。

技术特征：

1.基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法，其特征在于，所述步骤1中，单次卫星观测数据的几何定标，以高精度几何定标场数据为参考，构建无云区域的几何定标模型，通过几何定标模型解算，获取相机成像单个无云区域传感器片内对应每个像元的内方位元素和相机外方位元素，具体实现方式包括以下子步骤，

3.根据权利要求1所述的基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法，其特征在于，所述步骤3，利用步骤2.2解算得到的第二次成像的外方位元素mexter[2]，对第二次成像没有重叠的传感器片进行内方位元素标定，具体实现方式包括以下子步骤：

技术总结本发明公开基于多状态数据融合的大视场光学遥感卫星几何定标方法，属于光学遥感卫星几何定标领域。本发明发明建立了一种基于重叠区域约束和定标参数传递的高精度关联控制模型，通过内外方位元素相互迭代优化，利用多模态成像参数进行内方位元素定标参数优化，逐步优化至全视场，从而实现图像高精度片间拼接，基于获取的全视场优化后的内方位元素，通过重叠区域连接点，建立外方位元素整体校正模型，将多次外方位元素定标参数进行多模态融合，完成外方位元素一致性校正，最终实现大视场成像条件下的高精度几何定标。本发明提出的基于多模态融合的大视场光学遥感卫星在轨几何定标方法，解决了无法通过几何定标场一次性完成大视场几何定标的难题。技术研发人员：胡晓宁,刘锋,肖倩,张超,韩龙,林勐,陈卓,侯军燕受保护的技术使用者：北京市遥感信息研究所技术研发日：技术公布日：2025/1/6