卫星影像像元观测天顶角和方位角的计算方法

摘要

一种根据卫星影像几何成像模型计算像素观测天顶角和方位角的方法：只需要知道卫星影像的成像模型(可以是严格成像模型，也可以是有理函数模型之类的通用三维成像模型)，就可以计算出影像中每一个像素的观测天顶角和方位角，在对影像进行几何校正、重投影等几何变换时，可将各像素的观测角度一起进行变换，因此不会因为几何变换而导致影像的观测角度信息丢失。

主权项

一种基于卫星影像几何成像模型的像素观测天顶角和方位角计算方法，所述方法中几何成像模型可以是用星历参数描述的严格成像模型，也可以是通用的三维成像模型(如有理函数模型)；其特征是：包括以下步骤，步骤1，恢复观测视线：对于影像上任意一像素点p(x，y)，取两个不同的高程值h₁和h₂，使得h₁＜h₂，利用卫星影像的成像模型得到p点对应的两个空间点P₁(φ₁，λ₁，h₁)和P₂(φ₂，λ₂，h₂)，恢复像平面点p的观测视线步骤2，计算观测天顶角：连接地心O与P₁点，计算OP₁与P₂P₁的夹角，即为像平面点p的观测天顶角θ_zenith；步骤3，计算观测方位角初值：计算P′₂P₁与过P₁点的子午面的夹角，即为像平面点p观测方位角的初值θ_azimuth；步骤4，对观测方位角进行南北向修正：如果φ₂＜φ₁，则取θ_azimuth＝180°‑θ_azimuth；否则，转到步骤5；步骤5，对观测方位角进行东西向修正：如果λ₂＜λ₁，则取θ_azimuth＝‑θ_azimuth；否则，结束计算。