一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，包括以下步骤：1)获取视差影像，并对其进行预处理，所述的视差影像包括相互间具有观测视差的参考影像和待匹配影像；2)对视差影像进行精确密集匹配处理，获得两幅影像的视差偏差值；3)根据视差偏差值计算卫星姿态颤振值。与现有技术相比，本发明可在不依赖地面控制点和附加硬件设备的基础上，对星体的姿态颤振进行探测和分析，得到真实的星体在垂轨和沿轨方向的姿态颤振值。
【专利说明】一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星遥感成像技术，尤其是涉及一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法。
【背景技术】
[0002]高分辨率遥感成像卫星自身的姿态稳定性和姿态控制性能，是决定高分辨率卫星成像质量和几何定位精度的重要因素之一。卫星星体的姿态数据，作为传感器严格成像模型中的外方位参数，在几何模型的构建、定位精度的提高、有理函数模型的生成等方面起着决定性的作用。卫星星体的姿态颤振作为卫星运行过程中的普遍现象，对卫星姿态数据的精度有着直接的影响。在高性能定轨和定姿设备的支持下，国外的星载姿态传感器能够对星体的姿态颤振进行精确的探测，从而获得高精度的姿态数据，其高分辨率卫星遥感影像的直接定位精度可达到10米级。但由于硬件技术等原因，国产姿态传感器存在着采样频率低、定姿精度较差和可靠性不足等问题，无法对卫星星体的颤振进行探测，从而对几何定位精度和成像质量产生了较大影响。同时，星载精密定姿传感器也是西方发达国家对中国禁运的主要设备之一。如何在现有硬件条件下，对国产高分辨率遥感卫星姿态颤振进行探测，提高姿态数据精度，成为我国当前遥感测绘领域一个迫切的任务。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，可以在无地面控制点和附加硬件设备的情况下，对遥感卫星的姿态颤振进行探 测。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，包括以下步骤:
[0006]I)获取视差影像，并对其进行预处理，所述的视差影像包括相互间具有观测视差的参考影像和待匹配影像；
[0007]2)对视差影像进行精确密集匹配处理，获得两幅影像的视差偏差值；
[0008]3)根据视差偏差值计算卫星姿态颤振值。
[0009]步骤I)中，所述的预处理包括影像增强和视差影像预配准。
[0010]步骤2)中，所述的精确密集匹配具体为:对两幅影像中相同地物对应的各影像行，以等间隔均匀取点的方式进行逐点匹配，首先采用基于灰度互相关的方法进行粗匹配，获取整像素匹配点，再以粗匹配结果作为初值，使用基于二维曲面峰值拟合的相位相关的方法进行精确匹配，获取亚像素匹配点，对整行影像所有匹配点的结果取平均值，作为整行影像的匹配结果，得到各行影像的视差偏差值。
[0011]步骤3)中，所述的计算卫星姿态颤振值具体为:
[0012]301)使用频谱分析的方法由步骤2)获得的视差偏差值得到卫星姿态颤振的频率和幅值，当颤振只含有一种频率分量时，执行步骤302)，当颤振含有多种频率分量时，执行步骤303)；
[0013]302)通过频谱分析获得视差偏差值的幅值4和频率ω，并由相位谱获取其初相
位夠，将t时刻的视差偏差值与影像几何偏移值表不为:
[0014]
【权利要求】
1.一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)获取视差影像，并对其进行预处理，所述的视差影像包括相互间具有观测视差的参考影像和待匹配影像； 2)对视差影像进行精确密集匹配处理，获得两幅影像的视差偏差值； 3)根据视差偏差值计算卫星姿态颤振值。
2.根据权利要求1所述的一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，其特征在于，步骤I)中，所述的预处理包括影像增强和视差影像预配准。
3.根据权利要求1所述的一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，其特征在于，步骤2)中，所述的精确密集匹配具体为:对两幅影像中相同地物对应的各影像行，以等间隔均匀取点的方式进行逐点匹配，首先采用基于灰度互相关的方法进行粗匹配，获取整像素匹配点，再以粗匹配结果作为初值，使用基于二维曲面峰值拟合的相位相关的方法进行精确匹配，获取亚像素匹配点，对整行影像所有匹配点的结果取平均值，作为整行影像的匹配结果，得到各行影像的视差偏差值。
4.根据权利要求1所述的一种基于成像传感器视差的卫星姿态颤振探测方法，其特征在于，步骤3)中，所述的计算卫星姿态颤振值具体为: 301)使用频谱分析的方法由步骤2)获得的视差偏差值得到卫星姿态颤振的频率和幅值，当颤振只含有一种频率分量时，执行步骤302)，当颤振含有多种频率分量时，执行步骤303)； 302)通过频谱分析获得视差偏差值的幅值4和频率ω，并由相位谱获取其初相位餌》将t时刻的视差偏差值与影像几何偏移值表不为:
【文档编号】G01C21/00GK103791899SQ201410051078
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】童小华, 徐聿升, 叶真, 刘世杰, 李凌云, 李天鹏, 王凤香 申请人:同济大学