高分辨率遥感卫星在轨几何定标方法研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年4月ResearchonMethodsforOn．．OrbitGeometricCalibrationByTLiⅪuiUvADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofOpticsHefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyofS

2、ciencesApril，2013学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《高分辨率遥感卫星在轨几何定标方法研究》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：室盖奎日期：丝f2：：￡：口致谢光阴似箭，岁月如梭，三年研究生的学习和生活很快就要结束了。在毕业论文即将完成之际，内心感触颇多，有

3、对即将逝去的学生生涯的留恋，亦有对未来生活的憧憬。在此，我想对在攻读硕士研究生期间曾给予我帮助的老师、同学、朋友以及亲人表达我深深的谢意!首先我想要感谢的是我的导师张黎明研究员。张老师渊博的学识、严谨的治学态度、勇于创新的科学精神以及在学术上深厚的造诣等让我受益匪浅。在进岛后的两年实验室学习与工作中，张老师非常关心我的科研与学习进展情况，在他的指导下我明确了自己的研究方向，使自己在科研上不再感到迷茫。在论文的选题、中期以及撰写阶段，张老师也给予了很大的帮助和指导。从张老师身上不仅学到了扎实的知识，也学会了做人的道理。在此，向张老师致以崇高的谢意!在这两年里，杨本永师兄、陈洪耀师

4、兄、徐伟伟师兄、李鑫师兄、李俊麟师兄以及黄文薪师弟，在平时的工作、学习和生活中都给予了我很大的帮助和鼓励，他们积极认真的学习和科研态度非常值得我学习，在此向他们表示衷心的感谢。衷心感谢司孝龙、杨宝云在多次外场试验期间给予的帮助和照顾。在他们的带队下，不仅学到了外场试验的技能与知识，也学会了不少与人相处、协调工作的能力，丰富了我的视野与社会实践能力，在此向他们表示衷心的感谢。衷心感谢定标室漫反射组的沈政国老师、朱雪梅老师、王戟翔师傅、韩慧达师傅、施家定等给予的关心和帮助。衷心感谢光学遥感中心的乔延利、王乐意、郑小兵、方勇华、洪津、杨世植、易维宁、王先华、吴浩宇、孙晓兵等老师在工作

5、和学习中给予的关心、指导和帮助。衷心感谢研究生部的吴海信老师、邵娴老师等三年来在学习、生活等方面提供的的关心和帮助。衷心感谢我的父母和弟弟，谢谢你们多年来默默的关怀与支持!最后，再次感谢那些曾经给予过我帮助和关怀的老师、同学、朋友与亲人12013．4T摘要高分辨率遥感卫星在飞行中因振动、温度和压强变化等会导致星载传感器的内部几何参数发生变化，在进行立体测绘时会带来很大的定位误差，严重制约其遥感数据的定量化应用，遥感卫星的在轨几何定标是解决该问题的有效途径。目前有多种在轨几何定标方法，这些方法各有特点，均取得了一定的在轨几何检校成效，但也存在一些有待于进一步改进和优化的方面。根据

6、遥感卫星在轨几何定标的基础理论，考虑到“资源三号”卫星自身的成像特点，本文构建了线阵推扫传感器的严格成像几何模型，并对严格成像几何模型进行了合理的简化处理，得到了适合于“资源三号”卫星在轨几何定标的共线方程。基于“资源三号”卫星下传的元数据文件，详细分析了卫星的轨道和姿态特性，最终获得了任意时刻卫星轨道和姿态的高精度参数方程。在此基础上，对“资源三号”卫星前视与后视影像的像点坐标进行了模拟，为“资源三号”卫星的在轨几何定标提供了准确可靠的数据源。本文提出了一种基于单像空间后方交会的分步几何定标方法，该方法继承了单像空间后方交会几何定标与基于姿态角和内方位元素交互迭代几何定标的优

7、点。同时，在这两种方法的基础上进行了改进，在保证很高定标精度的前提下，简化了迭代算法的实现过程。对“资源三号’’卫星进行了在轨几何定标试验，验证了基于单像空间后方交会的分步几何定标方法的有效性与可行性。该方法可以应用于其他高分辨率遥感卫星线阵推扫传感器的在轨几何定标中。本文首次将十字对顶角人工靶标用于国内遥感卫星的在轨几何定标，使得像点坐标的量测精度得到了显著的改善。后期多次在轨试验表明，利用基于黑白交变的差分法对十字对顶角靶标中心的提取精度优于0．05个像素。关键词：几何定标；十字对顶角靶