基于太阳高度角自适应的高轨面阵相机在轨几何检校方法与流程

技术特征：

1.基于太阳高度角自适应的高轨面阵相机在轨几何检校方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，从控制点数据库中控制点，在待定标影像上控制点自动量测，获取控制点量测信息；所述控制点选取满足10*10格网范围至少有一个控制点；

步骤2，利用卫星辅助数据以及实验室定标参数，构建高轨面阵相机基于二维三次曲面探元指向角的在轨检校几何模型；

步骤3，利用步骤1自动量测的控制点信息，采用分步、分级迭代解求策略，求解步骤2中二维三次曲面探元指向角的在轨检校几何模型参数；

步骤4，通过对不同经纬度区域、不同成像时刻、不同太阳高度角条件下进行太阳高度角自适应误差补偿模型构建及参数解算；

步骤5：根据步骤3求得的二维三次曲面探元指向角的在轨检校几何模型参数，和步骤4中求得的太阳高度角自适应误差补偿模型参数，作为最终的严格成像模型构建参数对检校影像进行重新生产，并对重新生产的影像内外部精度进行校验，从而完成基于太阳高度角自适应的高轨面阵相机在轨几何检校工作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2高轨面阵相机基于二维三次曲面探元指向角的在轨检校几何模型如下，

$\left(\begin{array}{c}\tan \left({\mathrm{\ψ}}_x\right(s,l\left)\right)\\ \tan \left({\mathrm{\ψ}}_y\right(s,l\left)\right)\\ 1\end{array}\right)={\mathrm{\λR}}_{body}^{cam}(pitch+\mathrm{\Δ}pitch,roll+\mathrm{\Δ}roll,yaw+\mathrm{\Δ}yaw)\left(R_{J2000}^{body}{R}_{wgs}^{J2000}{\left[\begin{array}{c}{X}_g-X_{gps}\left(t\right)\\ Y_g-Y_{gps}\left(t\right)\\ Z_g-Z_{gps}\left(t\right)\end{array}\right]}_{wgs}-{\left[\begin{array}{c}{B}_x\\ B_y\\ B_z\end{array}\right]}_{body}\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_y(l,s)=a_0+a_{1}l+a_{2}s+a_{3}l*s+a_4{l}^2+a_5{s}^2+a_6{l}^2*s+a_{7}l*s^2+a_8{l}^3+a_9{s}^3\\ {\mathrm{\ψ}}_x(l,s)=b_0+b_{2}l+b_{2}s+b_{3}l*s+b_4{l}^2+b_5{s}^2+b_6{l}^2*s+b_{7}l*s^2+b_8{l}^3+b_p{s}^3\end{array}\right.$

式中，(X_g,Y_g,Z_g)与(X_gps,Y_gps,Z_gps)分别表示像点对应的物方点及GPS天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标；分别代表WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵、卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵；(B_X,B_Y,B_Z)_body代表从传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标；(t)表示当前参数是一个随时间变化的量；(ψ_x(s,l),ψ_y(s,l))代表探元s在相机坐标系下的指向角，s代表探元列号，l代表探元行号；

在以上几何定标模型中，待定标参数分为外定标参数X_EC和内定标参数X_IC，外定标参数pitch、roll、yaw分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角，Δpitch、Δroll、Δyaw分别为随太阳高度角自适应的俯仰、翻滚以及偏航方向夹角；内定标参数为X_IC＝(a₀,a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,a₆,a₇,a₈,a₉,b₀,b₁,b₂,b₃,b₄,b₅,b₆,b₇,b₈,b₉)，X_IC＝(a₀,a₁,a₂,a₃,a₄,a₅,a₆,a₇,a₈,a₉,b₀,b₁,b₂,b₃,b₄,b₅,b₆,b₇,b₈,b₉)为二维三次曲面探元指向角内定标模型的系数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3的实现方式为：

步骤3.1，设在待定标影像上自动分块量测了N个地面控制点，各地面控制点对应的物方点和像方点分别记为GCPG_i和GCPM_i，物方点GCPG_i的WGS84地心直角坐标为(X_i,Y_i,Z_i)，像方点GCPM_i的影像坐标为(s_i,l_i)；

步骤3.2，对步骤2中得到的高轨面阵相机基于二维三次曲面探元指向角的在轨内检校几何模型中的外定标参数X_EC和内定标参数X_IC赋初值

步骤3.3，将内定标参数X_IC的当前值视为真值，将外定标参数X_EC视为待求的未知参数，利用最小二乘平差解算外定标参数X_EC；

步骤3.4，将步骤3.3所得外定标参数X_EC的当前值视为真值，而内定标参数X_IC则视为待求的未知参数，利用最小二乘平差解算内定标参数X_IC。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4的实现方式：

首先，按下式建立太阳高度角自适应误差补偿模型：

y＝A₀*sin(ωT+μ₀)

式中，y为随太阳高度角自适应的俯仰、翻滚以及偏航方向夹角Δpitch、Δroll、Δyaw：A₀为太阳高度角自适应的幅值，ω为太阳高度角自适应的相位，T为太阳高度角，μ₀为太阳高度角自适应的初始相位；

然后，根据步骤3所得的内外定标参数X_EC、X_IC，通过对不同经纬度区域、不同成像时刻、不同太阳高度角条件下卫星影像定位精度进行计算；

最后，利用最小二乘进行模型参数求解，从而获取太阳高度角自适应误差补偿模型参数。