基于视线轨迹匹配的遥感相机敏捷成像几何形变分析

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1、航天返回与遥感第37卷第2期108SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2016年4月基于视线轨迹匹配的遥感相机敏捷成像几何形变分析武奕楠张然峰韩双丽（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033）摘要由于航天遥感相机在敏捷成像过程中姿态和成像方位的变化，以及地球曲率的影响，会导致像面空间几何映射形状发生不同程度的形变。文章分析了遥感相机的敏捷成像模式及特点；根据时间延迟积分（TDICCD）遥感相机的成像特点，建立了基于共线方程的几何配准模型，通过追迹地面点

2、精确地描述任意姿态下的空间成像几何数学关系；通过样例计算各种工况下的整个视场对应的像元地面分辨率，分析了在各种敏捷成像状态下的几何形变情况。以在轨实际图像进行数据比对，结果表明平均误差小于0.009m。该方法同样可应用于其它类型航天遥感相机在不同姿态下的几何形变分析。关键词敏捷成像几何形变共线方程地面分辨率航天遥感中图分类号:V474.2文献标志码:A文章编号:1009-8518(2016)02-0108-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2016.02.014Geo

3、metricDistortionAnalysisofRemoteSensingCameraAgileImagingBasedonRayTrailRegistrationWUYinanZHANGRanfengHANShuangli（ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China）AbstractTheattitudevariationandimageo

4、rientationchangeofaerospaceremotesensingcamerainagileimagingmodeandthecurvatureoftheearthcausethemappingshapeofspacegeometryonfocalplanetobedistortedindifferentdegree.Firstly,themodeandcharacteristicsofagileimagingareanalysed.Then,accordingtotheimagi

5、ngcharacteristicsofTDICCDremotesensingcamera,ageometricregistrationmodelbasedoncollinearityequationisestablished.Thespaceimaginggeometricalmathematicsinanyattitudeisdescribedaccuratelythroughtrackinggroundpoints.Thegroundresolutioncorrespondingtopixe

6、lsofthewholefieldofviewiscalculatedinvariouskindsofworkingsituations.Thegeometricdistortionisanalysedindifferentsstatusofagileimaging.Finally,theresultshowseverageerrorislessthan0.009mincomparisonwithactualimage.Themethodcanalsobeappliedtogeometricdi

7、stortionanalysisforanyotherkindsofaerospaceremotesensingcameraindifferentattitudes.Keywordsagileimaging;geometricdistortion;collinearityequation;groundresolution:aerospaceremotesensing收稿日期：2016-02-22基金项目：国家863计划资助项目（No.863-2-5-1-13B）第2期武奕楠等:基于视线轨迹匹配的

8、遥感相机敏捷成像几何形变分析1090引言随着空间光学技术的不断发展，航天遥感相机在大视场、高分辨率等技术指标方面也在不断提高。目前为满足更多的图像应用方向进一步提高相机的地面图像采集效率，通常需要遥感相机采取敏捷成像方式。遥感相机敏捷成像能实现一个轨道周期内，获得不规则曲线分布的目标条带图像，解决了目前传[1-2]统成像利用多次平行飞行方向推扫成像拼接曲线目标区域的问题。敏捷成像往往需要卫星大角度姿态[3-4]机动，由于姿态和视线方位的变化和本身地球曲率的影响，对地成像会产生复杂的几何变形，因此