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一种卫星激光高度计足印相机姿态的测定方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在瞬时姿态数据、CCD图像的像元畸变参数、DEM数据辅助下对CCD图像进行几何校正，具体步骤如下：(1‑1)获取CCD图像成像时卫星平台的瞬时姿态数据、CCD图像的像元畸变参数，获得测区的DEM数据；(1‑2)直接定位法得到图像每个像元的地面平面坐标点，并将坐标点转为WGS84坐标系下。然后对图像进行超分辨率重采样；(1‑3)使用双线性插值法，根据每一个像点的WGS84坐标，对图像进行重采样，重采样后的分辨率与立体相机图像的分辨率相同；(2)根据DEM计算地形起伏度，从图像范围内中提取候选控制点；具体步骤如下：(2‑1)截取DEM数据，获得与重采样后CCD图像相一致的区域，并且对DEM数据进行重采样，将其分辨率调整为与CCD几何校正数据一致的分辨率结果；(2‑2)计算DEM的地形起伏度，对于重采样后DEM数据的每一个像点，以其为中心截取周围128*128像元，计算这些像元的标准差，将该标准差作为该像元的地形起伏度的计算结果；(2‑3)从图像中识别出地形相对平坦的区域，将重采样后DEM数据均匀划分为64*64大小的窗格，在每一个窗格内，计算地形起伏度最小的像元，将该像元标记为候选像元；(2‑4)根据原始CCD图像各像点的地理坐标，在原始CCD图像上找到离候选像元坐标最近的像点，则以该CCD原始图像作为原始图像控制点；(2‑5)寻找原始图像上控制点对应于重采样图像上的控制点：像元根据原始图像控制点像元的坐标值计算其在CCD重采样图像上的像点坐标，以CCD重采样图像该像点作为校正图像控制点；(2‑6)对于任意一个校正图像控制点，以该点为中心周围选取128*128大小的窗口，并用该窗口的图像作为下一步模板匹配的子图；(3)重采样CCD图像与双线阵图像匹配得到CCD图像的三维控制点数据提取；具体步骤如下：(3‑1)对校正图像的任意一个子图，获取其对应于立体相机图像的位置，在立体相机图像上提取1024*1024大小的图像；(3‑2)用校正图像的子图与立体相机图像的子图进行模板匹配，得到其在立体相机图像上的位置；(3‑3)根据模板匹配得到的校正图像子图在立体相机图像上的位置，可以得到子图中心点在立体相机图像上的位置，计算出立体相机图像位置上的平面地理坐标，则可计算出校正图像上像点对应的平面地理坐标，进而可得到原始图像控制点像元对应的平面地理坐标；(3‑4)根据平面地理坐标，获取DEM上对应像元的高程值，以该值作为该平面坐标的高程，得到三维控制点；(3‑5)使用RANSAC算法剔除粗差；(4)使用得到的控制点数据解算CCD相机的姿态数据，具体步骤如下：(4‑1)根据原始CCD图像控制点像元的内方位元素，以及通过本步骤(3)所得三维控制点数据，建立外方位元素(姿态数据)的平差公式。(4‑2)通过最小二乘平差，迭代计算出足印相机的旋转矩阵。(4‑3)通过足印相机的旋转矩阵、足印相机与卫星的安置角，计算出卫星的姿态数据。 |
