应用激光测高仪提高测绘卫星定位精度的研究

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1、第23卷第6期航天器工程V01．23No．62014年12月SPACECRAFTENGINEERING17应用激光测高仪提高测绘卫星定位精度的研究梁德印(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要双线阵立体测绘卫星定位对外方位元素的测量精度要求高，然而布设控制点成本高，缺少全世界范围内的控制点。针对这一问题，提出应用星载激光测高仪提高定位精度的方法。首先，分析了双线阵立体测绘卫星和激光测高仪的误差特性，即测绘相机定位精度受外方位角元素影响比较大，激光测高仪高程精度受角元素影响相对较小。然后，论证了用激光测高仪提高定位精度的可行性。在相同的卫星平台定向辅助数据下，激光测高仪高

2、程精度要比测绘相机高得多，可以作为高程约束提高定位精度。最后，应用光束法平差原理对激光测高数据作为高程约束进行了仿真试验。结果表明，加入激光测高数据可将双线阵立体测绘卫星的高程精度由8．0m提高到约3．5m。此方法可为实现全球无控制点测绘提供一定参考。关键词双线阵立体测绘卫星；定位精度；激光测高仪；空中三角测量中图分类号：P237文献标志码：ADoI：lO．3969／j．issn．1673—8748．2014．06．004StudyonImprovingPositioningAccuracyofMappingSatelliteUsingLaserAltimeterLIANGDey

3、in(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Positioningofduallinerarraystereomappingsatellitedemandsexteriororientationele—mentswithhighaccuracy，butsettingcontrolpointswilltakehighCOSt，andthereisalackofcontrolpointsintheworld．Usinglaseraltimeterisamethodtosol

4、vetheseproblems．Thepaperanalyzestheerrorfeaturesofduallinerarraystereomappingsatelliteandlaseraltimeter，name—ly，exteriororientationangleelementshavegreaterinfluenceonmappingcamerathanonlaseraltimeter．Thenthepaperdemonstratesthefeasibilityofimprovingpositioningaccuracyusinglaseraltimeter．Under

5、theauxiliarydataofthesamesatelliteplatform，elevationaccuracyoflaseraltimeterishigherthanthatofmappingcamera，anddataoflaseraltimetercanbeusedaseleva—tioncontroltOimprovepositioningaccuracy．Finallyasimulationaerotriangulationexperimentusinglaserdataaselevationcontrolpointsshowsthatthepositionin

6、gaccuracyofmappingsate一[1iteisimprovedfrom8．0mtOabout3．5m．Thestudycanbeasareferenceformappingwithoutcontrolpointintheworld，Keywords：dual1inerarraystereomappingsatellite；positioningaccuracy；laseraltimeter；aero—triangulation收稿日期：2013—12—16；修回日期：2014—04—01基金项目：国家重大航天工程作者简介：梁德印，男，硕士研究生，研究方向为航天器总体

7、设计。Email：ldyher007@yeah．net。18航天器工程1引言无论在经济建设、国防建设，还是社会发展方面，测绘都具有非常重要的作用。尤其是全局性、战略性的问题，大部分都涉及地理空间信息，由测绘获取的地理空间信息已成为重要的战略资源[1‘2]。由于航天摄影测量具有更新快、成本低、不受地区和国界限制的特点，因此世界各国争先研制自己的测绘卫星。定位精度是测绘卫星非常关键的指标，其中的高程精度是建立卫星摄影测量系统的关键内容[3]。目前，国内外的一些测绘卫星，如法国斯波特一