传输型立体测绘相机几何精度仿真分析

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1、航天返回与遥感第33卷第3期SPACECRAFTRECOVERY&REM0TESENSING2012年O6月传输型立体测绘相机几何精度仿真分析张继友(北京空间机电研究所，北京100076)摘要航天传输型立体测绘相机几何精度和稳定性决定了立体摄影成像的精度．对其几何精度测试技术需作专门研究。文章介绍了传输型立体测绘相机几何精度测试方法，推导了基于最小二乘原理进行几何精度测试的主点、主距和畸变误差传递公式，对主点、主距和畸变测试精度进行了全面的仿真分析，仿真结果可以为测绘相机设计和测试人员提供参考。关键词几何精度测试方法仿真分析测绘相机航天遥感中图分类号：

2、V447文献标识码：A文章编号：1009—8518(2012)03—0048—07DOI：10．3969／j．issn．1009—8518．2012．03．007SimulationofGeometricMeasurementMethodforStereoMappingCameraZHANGJiyou(BeijingInstituteofSpaceMechanics＆Electricity，Beijing100076，China)AbstractTheimagingaccuracyofdata——transmittedsatellitephotogra

3、mmetrybasedonstereomappingisdeterminedbytheaccuracyandstabilityofmeasurementforinteriororientationelements．Themethodsofmeasurementforinteriororientationelementsmustbestudiedspecially．Themethodsformeasuringgeometricaccuracyofdata-transmittedstereomappingcameraareproposed．Basedont

4、heleastsquarealgorithmforgeometricmeasurement，theformulaforerrorpropagationofprinciplepoint，principlefocallengthanddistortionareobtained．Thesimulatedanalysisformeasuringaccuracyofprinciplepoint，principlefocallengthanddistortionareachievedandtheresultscanofferareferencetodesigner

5、．Keywordsgeometricaccuracy；measuringmethods；simulationanalysis；stereomappingcamera；spaceremotesensing1引言测绘相机由胶片型向传输型转变是目前测绘相机发展的主流。而相应的几何精度测试方法也应该跟上测绘相机的发展现有的国军标《星载摄影相机性能试验方法》中只是针对胶片型测绘相机几何精度测试方法进行了规定而目前针对传输型测绘相机几何精度测试方法都是从传统胶片型测绘相机几何精度测试方法中演变而来．归纳起来常用的主要有以下3种方法：光学精密测角法、光电精密测角法、

6、平行光管组法I1】。测量方法的选用需要根据实验条件和被测对象的具体情况来确定。然而无论采用上述的哪种方法．畸变、主点和主距的计算公式推导一般都是根据被测相机旋转的角度和收稿日期：2012—04—01基金项目：国家重大科技专项工程第3期张继友：传输型立体测绘相机几何精度仿真分析49CCD采样的星点移动的位移，基于最小二乘法而得来的。因此都可以归纳为测角方法。本文对现有的测试方法进行了较为全面的仿真分析，指出了它们的缺点和不足，为测绘相机设计和测试人员提供参考。2内方位元素基本测量原理采用测角法测量传输型立体测绘相机内方位元素原理如图1所示。图中，Ⅳ为被测

7、相机物镜的后节点，0为像面中心，P：为像面主点位置，p为像面主点相对于像面中心的距离。△是主点和像面中心偏差所成的角度为被测相机主距，为测量点，日为被测点的理想位置，厶为距像面中心0点的距离，为对应点的偏角，D为畸变。图1一维内方位兀素测量原理Fig．1Measuringprincipleofinnerorientationforonedimension根据图中的几何关系．可以列出对应日点的畸变计算公式：D=厶-ftan(W一△W)(1)因为主点的偏移量一般很小，所以tan(W一△)项可以用泰勒公式近似，即tan(W一△)tanW一sec)因此畸变公式

8、可以简化为：D=厶-ftanW+ptanW(2)为了从方程(2)中确定相机的各个内方位元素，一