骤2.3 方法构建：
[0098] 步骤2.1，其中各影像像点坐标的误差方程为：
[0105]式中仏他〇^，8"，乩），0(^〇^，811，压1)少_。〇^，8 11，压1)，0(^〇^，811，压1)为1^]\1模型中的 地面点物方坐标系坐标(L，Β，Η)的归一化坐标(Ln，Βη，Ηη)的三元三次多项式，ao， ai，a2，bo， bl，b2为像点所在影像像方仿射变换模型的系数;fRL、fRB、f RH为RrFM对Ln，Bn，Hn的一阶导数值， 1^1^[^、€[?1，€(^、;1^、;^01为误差方程未知数系数;1^。316，(^ ￡11(3为像点坐标的缩放系数；（1?，0) 为影像量测或匹配获取的像点行列坐标值；（AL，AB，AH)为地面点坐标增量未知数，在地 面点坐标已知的情况下不包含该组未知数;仰、％为像点坐标的误差改正参数；l R、k为误差 方程常数项;Pr，Pc为像点量测坐标的权。
[0106]步骤2.2，其中各景影像像方仿射变换定向参数误差方程为：
[0108] 步骤2.3,其中所有影像像点坐标误差方程和所有景影像像方仿射变换误差方程 组成的方程组形式如下：
[0109] Vp = Fio+F2p-LP pP
[0110] V〇 = Eo _L。p。
[0111] 式中，VP为像点坐标观测值误差增量向量[VR，VC]，V。为像方仿射变换虚拟观测值 误差增量向量[VaQ, Val，Va2, VbQ, Vbl, Vb2]，〇为像方仿射变换参数未知数向量[ao，ai，a2，b0，bl， 匕2]1'4为地面点坐标未知数向量[厶1^，厶8，厶!1] 1'，14)为像点坐标误差方程常数项向量[1[?， lc]T，L。为定向参数误差方程常数项向量[la0, lal，la2，lb0，lbl，lb2] T，E为单位矩阵，Fi、F2为步 骤2.1中像点坐标误差方程中像方仿射变换模型定向参数未知数ο和地面点坐标未知数p的 系数矩阵，PP为像点坐标观测值的权矩阵，其对角线元素为各个像点坐标观测值的权PR，PC， 其它元素为〇，P。为仿射变换参数虚拟观测值的权矩阵，其对角线元素为各景影像仿射变换 系数虚拟观测值权Pat)，Pal，Pa2，PbQ，Pbl，Pb2，其它元素为0的矩阵。
[0112] 步骤3.根据带权最小二乘法，求解像方仿射变换模型的定向参数，实现区域网影 像定向参数精度的提高。其中，定向参数的求解按下式进行：
[0113] X=(BTPB)_1BTPL
[0114] 其中X为仿射变换参数未知数向量[0，？]7儿=[14)，1^。]\?为步骤4中的权矩阵？= 出，？。]^为步骤2.3中的系数矩阵 ：
【主权项】
1. 一种考虑影像无控制自主定位精度和相对形变信息的卫星影像RFM模型区域网平差 方法，包括W下步骤： (1) 考虑不同传感器影像自主定位精度信息，根据相应传感器影像的自主定位精度信 息和相对形变量，计算各景影像像方量测坐标R，C和对应RFM模型计算坐标化FM、Crfm间的仿 射变换定向模型参数ao，ai，日2，bo，bl，b2的权PaO，Pal，Pa2，化0， Pbl ,Pb2 ； (2) 将像方仿射变换定向参数作为观测值，构建各景影像像方仿射变换参数的误差方 程，与各影像像点坐标的误差方程一起，形成误差方程组； (3) 根据带权最小二乘原理，求解像方仿射变换模型的定向参数，实现区域网影像定向 参数精度的提高和影像的对地定位。2. 根据权利要求1所述的考虑定向参数精度信息的卫星影像RFM模型区域网平差方法， 其特征在于:所述步骤（1 )中，仿射变换参数曰日，b日的权PaO，Pb日根据影像在无控制点条件下沿 轨道向自主定位精度mb，垂直轨道向自主定位精度ma按W下公式计算：其中maO和邮日为像方仿射变换定向模型0次项系数曰日和bo的精度，δ〇为单位权中误差，Ra、 化分别为影像垂直轨道和沿轨道方向的分辨率，ma和皿为相应卫星传感器影像在垂直轨道 方向和沿轨方向无控制时自主定位精度，根据该传感器影像无地面控制点自主定位先验精 度信息得到;在仅知道该种影像无控制点总体定位平面精度m的情况下，用公式 化 a 二:化h 二'亂 计算沿轨和垂轨向自主定位精度ma和mb。3. 根据权利要求1所述的考虑定向参数精度信息的卫星影像RFM模型区域网平差方法， 其特征在于:所述步骤(1 )中，仿射变换一次项参数的权Pal，Pbl，Pa2，Pb2根据W下公式求得：其中δ〇为单位权中误差，其中11131，11132，11^，皿2为影像沿轨向或垂轨向自主定位线性飘移 精度或先验精度，也可根据影像本身的几何质量优劣mai，ma2，mbi，邮迫接取10-5~10-4之间 的值，质量越优，取值越小。4. 据权利要求1所述的考虑定向参数精度信息的卫星影像RFM模型区域网平差方法，其 特征在于:所述步骤(2)中，各景影像像方仿射变换参数的误差方程、各影像像点坐标的误 差方程、误差方程组按下述方法构建： 其中各影像像点坐标的误差方程为：点物方坐标系坐标(L，B，Η)的归一化坐标(Ln，Bn，Hn)的；元；次多项式，ao，ai，a2，bo，bi，b2 为像点所在影像像方仿射变换模型的系数;Rrfm、Crfm为像点影像行、列坐标RFM模型计算值； f RL、fRB、f RH, f CL、f CB、f 01为'1;?$差方程未知数系数;Roff、Coff是像点影像坐柄的偏移参数,Rscale , Cscale为像点坐标的缩放系数;R、C为影像量测或匹配获取的像点行、列坐标值；（AL，AB，A Η)为地面点坐标增量未知数，在地面点坐标已知的情况下不包含该组未知数;VR、ve为像点 坐标的误差改正参数;1r、1c为误差方程常数项;Pr，Pc为像点量测坐标的权； 其中各景影像像方仿射变换定向参数的误差方程为：式中VaO，Val，Va2，VbO，Vbl，Vb2为像方仿射变换参数虚拟观ii值改正数，laO，lal，la2，IbO， Ibl，lb劝误差方程常数项，PaO，Pal，Pa2，PbO，Pbl，的劝相应虚拟观测值的权。 其中所有影像像点坐标误差方程和所有景影像像方仿射变换参数误差方程组成的方 程组形式如下： Vp = Fio+F2p-Lp Pp V〇 = E〇-L〇 Po 式中，Vp为像点坐标观测值误差增量向量[VR，vc]τ，V。为像方仿射变换参数虚拟观测值 误差增量向量[￥3日，￥31，￥32，￥6日，￥61，￥62]\〇为像方仿射变换参数未知数向量[曰日,曰1,曰2，130， bi，b2]T，p为地面点坐标未知数向量[ΔL，ΔB，ΔH]τ，Lp为像点坐标误差方程常数项向量 化，1(；^心为误差方程常数项向量山日，131，132，16日，161，162^，6为单位矩阵方1爪为像点坐 标误差方程像方仿射变换模型定向参数未知数0和地面点坐标未知数P的系数矩阵，Pp为像 点坐标观测值的权矩阵，其对角线元素为各个像点坐标观测值的权PR，PC，其它元素为0，P〇 为仿射变换参数虚拟观测值的权矩阵，其对角线元素为各景影像仿射变换系数虚拟观测值 权PaO, Pal, Pa2, PbO, Pbl, Pb2,其它元素为0的矩阵。5.据权利要求1所述的考虑定向参数精度信息的卫星影像RFM模型区域网平差方法，其 特征在于:所述步骤(3)中，定向参数的求解按下式进行： X=(BTrorVl^L 其中X为仿射变换参数未知数向量[〇,9]\1^=化。，以]\口为权利要求4中的权矩阵？= [口。，氏^，8为权利要求4中的系数矩阵Q为各元素值均为0的矩阵。
【专利摘要】一种考虑影像无控制点自主定位精度和相对形变信息的卫星影像RFM模型区域网平差方法，能够提升稀少尤其是无控制点条件下卫星影像区域网平差精度和定向参数解算的鲁棒性。该方法考虑不同卫星影像自主定位精度信息，将自主定位精度和相对形变量转换到像方仿射变换定向模型参数精度，构建仿射变换参数的误差方程，并根据定向参数精度信息实现像方仿射变换模型参数权值的确定，进而与影像观测值的误差方程一起组成误差方程组，通过带权最小二乘求解区域网影像的定向参数和地面点坐标，实现稀少或无地面控制点条件下区域网影像定向参数求解稳健性和定位精度的提升。
【IPC分类】G01C11/00
【公开号】CN105698766
【申请号】CN201610121656
【发明人】程春泉, 张继贤, 黄国满, 张力, 赵争
【申请人】中国测绘科学研究院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月3日