星载激光高度计几何定位误差传播分析.pdf

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1、第35卷第2期航天返回与遥感2014年4月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING81星载激光高度计几何定位误差传播分析岳春宇何红艳鲍云飞邢坤周楠（北京空间机电研究所，北京100094）摘要星载激光高度计能够获取高精度的地面高程信息，可作为卫星光学遥感影像三维测图的补充。星载激光高度计的高程测量精度很高，但是平面精度较低。为了能够更有效的利用星载激光测高数据，需要研究星载激光高度计几何定位的误差源及其对定位精度的影响。文章从星载激光高度计几何定位模型出发，推导了星载激光高度计定位误差传播模型，得到影响星载激光高度计测高数据定位精度的

2、主要误差源，并分析了各误差源对定位精度的影响，可以为星载激光高度计的设计和应用提供一定参考。关键词星载激光高度计误差传播几何定位定位精度中图分类号:P236文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)02-0081-06DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.012StudyonErrorPropagationofSpace-borneLaserAltimeterGeometricPositioningYUEChunyuHEHongyanBAOYunfeiXINGKunZHOUNan（BeijingInstitu

3、teofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractAsawayofacquiringelevationwithhighaccuracy,space-bornelaseraltimeterimprovesthecapabilityof3-dimensionalcartographyofsatelliteopticalremotesensingimagery.However,theplaneaccu-racyofspace-bornelaseraltimeterisnotsohighasits

4、elevationaccuracy.Accordingly,theerrorsourcesandtheirinfluencesonspace-bornelaseraltimetergeometricpositioningarestudiedinthispaper.Thegeometricpositioningofspace-bornelaseraltimeterisfirstmodeled,thenerrorpropagationofthemodelisstudied,andthemainerrorsourcesofspace-bornelaseralti

5、metergeometricpositioningareobtained.Finallytheinfluencesofeacherrorsourcesonspace-bornelaseraltimetergeometricpositioningareanalysed,whichcanbeasthereferencesforspace-bornelaseraltimeterdesigningandapplication.Keywordsspace-bornelaseraltimeter;errorpropagation;geometricpositionin

6、g;positioningaccuracy0引言美国1985年提出采用星载激光测距仪测量两极的冰面变化，并在2003年将地球科学激光高度计（GLAS）作为ICESAT卫星的主要载荷之一发射升空，实现了星载激光高度计对地观测。星载激光高[1-4]度计采取主动的方式精确获得地面高度信息，可以有效弥补卫星光学影像三维探测能力的不足。星载激光高度计为外推定位和数字地面模型（DSM）获取提供了新的方式，其测距精度很高，一般为分米级，[5]可以满足大部分对地观测任务。但是其平面精度较低，只有百米级甚至千米级，而平面精度是制约星收稿日期：2013-12-19基金项目：国

7、家科技支撑计划(2011BAB01B03)；国防973项目(61321001)82航天返回与遥感2014年第35卷载激光高度计应用的主要障碍，所以研究如何提高星载激光高度计的平面精度具有重要意义。由于星载激光高度计发射频率低于航空或地面激光雷达，不能获取密集的点云数据，尤其当卫星高[6-7]轨运行时，相邻激光脚点间距为百米左右。这也造成了星载激光高度计在轨检校的困难，严重影响了其定位精度。本文从星载激光高度计几何定位模型出发，研究星载激光高度计直接对地定位时各外方位元素的误差传播规律，分析定位误差的主要来源及其影响，为星载激光高度计设计和应用提供参考。1星

8、载激光高度计几何定位模型星载激光高度计通过发射和接收激光脉冲的时间