多源異構遙感影像聯(lián)合定位模型研究.pdf

1、本文在分析不同載體和不同傳感器影像定位模型的基礎上，對現有航空航天光學與雷達遙感影像的構像方程和定位模型進行了改造或重建，并從構像方程、軌道姿態(tài)精化模型和測量數據處理三個關鍵點著手，在內定向和軌道姿態(tài)測量精度較高的情況下，通過對傳感器參數和平差參數的配置，實現多源異構遙感影像一體化“空中三角測量”處理技術，實現稀少(無)地面控制點多源異構遙感影像的聯(lián)合定位。論文完成的主要工作及貢獻有：(1)構建了地心直角坐標系中航空光學影像的構像方程和

2、定位模型地心直角坐標系中構建了航空遙感影像的定位模型，相對于地球橢球切面直角坐標系和地圖投影坐標，不用考慮地球曲率影響，減少了POS數據的轉換，有利于多源影像和多源數據的聯(lián)合處理；將飛行向切面直角坐標系作為姿態(tài)參考基準的方法，克服了姿態(tài)角解算奇異與多解問題。
　　(2)在地固地心直角坐標系中構建了航天光學影像的構像方程和定位模型
　　通過對偏流角的適應性處理，直接在地固地心直角坐標系中建立了航天影像的構像方程，不用考慮地球自

3、轉等參數，使得地心坐標系中的構像方程更簡潔、實用性更強；將軌道修正模型建立在飛行坐標系中，與軌道系統(tǒng)誤差規(guī)律相適應，方便水平方向和航高方向的定權，更適合大跨度航天遙感影像的定位；建立了基于共線方程與基于像元視線向量的定位模型間的內在聯(lián)系，使得航天遙感影像的軌道姿態(tài)精化、像點坐標與地面點坐標正反算更易于實現。
　　(3)構建了基于外方位元素的雷達影像構像方程和定位模型
　　構像方程是攝影測量中最基本最重要的公式，本文以外方位元

4、素作為定向參數，基于距離和共面條件構建了一種側視雷達遙感影像簡潔嚴密的構像方程。該方程反應了雷達影像距離向和方位向的成像機理，平差時像點坐標作為攝影測量獨立觀測值的屬性得到體現，使雷達影像定位更易融入攝影測量數據處理的成熟算法。論文以距離共面方程為基礎，給出了一套包括糾正、立體定位、區(qū)域網平差、匹配幾何預處理等內容在內較為完整的航空航天側視雷達影像定位理論和方法。
　　(4)實現了多源異構遙感影像空中三角測量的一體化處理
　

5、　對本文所建立的不同影像定位模型進行概括，以外方位元素作為統(tǒng)一的定向參數，以地固地心直角坐標系作為統(tǒng)一的物方坐標系，以聯(lián)合平差作為統(tǒng)一的數據處理方法，以軌道姿態(tài)多項式精化模型和像點坐標顯函式的構像方程為基礎，實現了多源異構遙感影像空三的一體化處理，通過對傳感器參數和平差參數的配置，實現多源影像的單獨或聯(lián)合定位。對于無傳感器幾何參數的影像，提出了基于等效傳感器的遙感影像嚴密定位，給出了幾種等效傳感器參數的獲取方法，擴展了嚴密定位模型的應用

6、范圍，簡化了一些影像的定位處理。模型的解算對控制點的個數沒有要求，模型本身不受地球曲率的影響，不受影像地面覆蓋范圍的限制。
　　(5)對大規(guī)模遙感影像區(qū)域網平差的解算與影像定位方位元素相關性問題進行了研究
　　給出了一種不包含地面點坐標未知數的改化后法方程系數矩陣的直接填寫方法，省去了誤差方程系數的和法方程地面點坐標未知數系數的存儲空間；對影像定位定向參數去相關性方法進行了總結比較試驗，得出一些對遙感影像定位聯(lián)合平差有指導性

7、的結論；將計算機仿真技術引入遙感影像定位的誤差影響因素、定向參數相關性影響分析領域，為復雜的遙感影像嚴密定位誤差研究提供了一個定量化、可視化的分析工具。
　　(6)對所提出的理論方法進行試驗驗證
　　以論文所提出的理論方法為基礎，編寫了適合多傳感器影像聯(lián)合空三處理的軟件原型，通過對傳感器參數的配置，實現了不同傳感器影像的單獨或聯(lián)合定位。論文選擇了有代表性的9種不同類型傳感器影像進行了單獨和聯(lián)合定位試驗(涉及影像的糾正和立體定