一种星载高分辨率热红外影像几何定位方法

摘要

本发明提供了一种星载高分辨率热红外影像几何定位方法，包括以下步骤：近似热红外影像成像模式为等时间间隔采样；利用整景影像沿轨向像移标定成像起始时刻和成像周期；利用整景影像垂轨向像移标定成像起始角度和每扫描行的成像角度。本发明利用实际地面覆盖等比例换算为沿轨向和垂轨向像移，经过像面约束后，热红外影像的几何变形得以消除，实现星载高分辨率热红外影像精确定位。

主权项

一种星载高分辨率热红外影像几何定位方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，热红外影像采用摆动扫描成像，近似热红外影像成像模式为等时间间隔采样；第二步，利用整景影像沿轨向像移标定成像起始时刻和成像周期，成像起始时刻t₀的标定可转换为整景影像在沿轨方向的残差，即将原始影像与重采样后的参考影像匹配，第一摆扫行的同名点在沿轨方向的差距为Δx_i(i＝1…n)，第一摆扫行的摆扫角速度为V₁，则整景影像的地面沿轨位移S_x由相机安装绕Z轴的旋转角、地球自转的偏流角和卫星飞行三者共同作用形成，可建立像面约束方程：式中，V_X为卫星运动速度的沿轨向分量，γ_x为偏流角沿轨向的分量，K_Z为摆扫式相机绕Z轴的安装角，A_x、代表沿轨方向的成图比例尺，p_x代表一个摆扫周期后，任意一个探元的沿轨位移，因此，在两个连续摆扫周期的原始影像上找到相同摆扫行上同一探元的位置，对应参考影像上的像点坐标为(x_1i,y_1i)和(x_2i,y_2i)，计算出像点畸变对上式进行最小二乘解算，即可得到成像周期T₀；第三步，利用整景影像垂轨向像移标定成像起始角度和每扫描行的成像角度，地面覆盖的比例规律可通过对参考影像重采样转换到像面上：摆扫影像上任意两个摆扫行的同一像元沿摆扫向坐标之差Δy与重采样后的参考影像上的匹配像元沿摆扫向坐标之差Δy'的比例代表这一段摆扫范围内平均摆扫角度与等角间隔Δα之比第一摆扫行的同名点在垂轨方向的差距为Δy_i(i＝1…n)，第一摆扫行的摆扫角速度为V₁，则采用分段模式对摆扫角度定标，认为在很小一段时间内，每个扫描行的摆扫角速度是不变的：将总扫描行数M分为N段，设各段的摆扫行数和摆扫角速度分别为M_iy，V_i(i＝1,……,N)，则可建立如下方程：式中，γ_y为偏流角垂轨向的分量，将分段内的扫描行数M观测量，对上式进行最小二乘解算，即可得到第i段摆扫角速度的度量值，得到每段摆扫角度,从而得到每扫描行的成像角度。