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基于航空影像的激光光斑与足印相机相对定位方法，其特征在于包括以下步骤：(1)地面准备工作，铺设靶标及采集测区地形数据；详细步骤如下：(1‑1)在卫星过境前3‑7天预测卫星夜间过境的时间、激光光斑大概的位置，根据光斑位置与所需地形地貌选择靶区；(1‑2)在靶区布设特殊设计的具有亮度强、能量均匀、漫发射、轻便式、低造价的蓝绿色发光靶标；(1‑3)采用高精度GPS测量靶标的空间位置；(1‑4)采用机载LiDAR获取靶区的地形数据；(2)夜间在卫星过顶时航空平台上拍摄近红外高分影像数据；步骤如下：(2‑1)在卫星过境前将靶区内的各个靶标点亮；(2‑2)将高分相机搭载于特制的稳定平台上，随载体一起升空至设计的高度。按照靶场的设计，调整相机的拍摄角度，使其能够拍摄到地面靶场区域；(2‑3)控制相机的曝光。相机在卫星过境前3s开始曝光，卫星过境耗时2.5s，在过境后继续拍摄3s，总共曝光8.5s；卫星过境时间提前计算得到，曝光时间的控制由高分相机控制点自主进行控制；(3)通过靶标对航空图像几何校正，进而得到图像上每一个星载激光的光斑位置、能量分布图；详细步骤如下：(3‑1)对航空高分相机进行检校，确定内方位元素；(3‑2)在高分影像上识别各个靶标的位置，以及其图像坐标，获得多组像控制点数据；(3‑3)根据靶标控制点，计算图像外方位元素；(3‑4)根据图像内、外方位元素，在机载LiDAR得到的地形数据辅助下，使用直接定位法确定高分图像的每一个像点的空间位置，然后对高分相机图像进行几何校正；(3‑5)使用质心识别算法，从高分影像上识别出光斑的位置和中心，位置识别精度优于0.3个像元；(3‑6)根据图像是质心像元位置的地理坐标，作为激光光斑的位置坐标；(4)对星载足印相机图像进行处理，得到几何校正后的足印相机图像；(4‑1)对航空高分相机进行检校，确定内方位元素；(4‑2)在高分影像上识别各个靶标的位置，以及其图像坐标，获得多组像控制点数据；(4‑3)根据靶标控制点，计算图像外方位元素；(4‑4)根据图像内、外方位元素，在机载LiDAR得到的地形数据辅助下，使用直接定位法确定足印图像的每一个像点的空间位置，然后对高分相机图像进行几何校正；(5)通过激光光斑地理坐标、几何校正足印图像，得到光斑在足印相机原始图像上的位置；详细步骤如下：(5‑1)使用足印点的位置获取其在足印相机校正后影像上的像元位置，其位置精确到0.1像元级；(5‑2)以质心的位置为中心，使用SIFT算子提取特征点；(5‑3)将特征点与足印相机原始图像上的特征点进行匹配，得到质心在足印原始图像上的位置。 |
