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《資源三號(hào)衛(wèi)星安平地區(qū)立體定位的精度分析-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年第3期·北京測繪·27資源三號(hào)衛(wèi)星安平地區(qū)立體定位的精度分析王素敏劉楚斌雷蓉(1.61512部隊(duì),北京100088;2.信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院,河南鄭州450052)[摘要]考慮資源三號(hào)衛(wèi)星軌道、姿態(tài)數(shù)據(jù)和光學(xué)傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu),構(gòu)建合適的內(nèi)方位模型和外方位模型描述內(nèi)方位元素和外方位元素的誤差變化,選取合適的平差模型進(jìn)行自檢校區(qū)域網(wǎng)平差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明正確的平差模型能顯著提高資源三號(hào)衛(wèi)星的立體幾何定位精度。[關(guān)鍵詞]資源三號(hào)光學(xué)幾何檢校立體定位精度[中圖分類號(hào)]P236[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1007—3000(2014)03—4資源三號(hào)測繪衛(wèi)星為我國首顆民用
2、三線陣表2資源三號(hào)傳感器主要性能指標(biāo)高分辨率立體測繪衛(wèi)星,其主要任務(wù)是利用三線陣影像實(shí)現(xiàn)1:5萬立體測圖。資源三號(hào)測繪衛(wèi)星上搭載有一臺(tái)地面分辨率約為2.1米的高分辨率正視全色延時(shí)積分成像(TDIcCD)相機(jī)、地面分相機(jī)數(shù)11辨率約為3.6米的前視、后視全色延時(shí)積分成像藍(lán):450—520相機(jī)。資源三號(hào)衛(wèi)星技術(shù)參數(shù)和相機(jī)主要性能520-59光譜范圍(nm)全色(PAN):5。。一8O0~:指標(biāo)如表1和表2所示[1J:紅:63。一69近紅外:770-890表I資源三號(hào)衛(wèi)星技術(shù)參數(shù)介紹地面像元分辨率(m)3.62.110發(fā)射時(shí)間2012年1月9日像元尺寸(urn)1072O運(yùn)載火箭
3、H?IIATDI(CDTDICCDTDIC(DccD器件衛(wèi)星質(zhì)量約26OOkg4片3片3片設(shè)計(jì)壽命約4年幅寬(kin)505050視場角(。)666太陽同步軌道重復(fù)周期:59天數(shù)據(jù)壓縮比2(可選:)(:可1/選4:])1無~損‘壓縮一軌道重訪周期:5天資源三號(hào)衛(wèi)星上天后,受發(fā)射時(shí)的振動(dòng)、溫高度:505.984km傾角:97.421。度和加速度等因素的影響,傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化將會(huì)導(dǎo)致影像內(nèi)方位元素與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定值不數(shù)據(jù)速度450Mbps一致,影響衛(wèi)星的定位精度。在目前的技術(shù)條件星載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)記錄儀存儲(chǔ)量(>下,衛(wèi)星的姿態(tài)測量誤差在衛(wèi)星高精度定位中一500GB)般難以忽略,
4、需利用控制數(shù)據(jù)進(jìn)行外方位定標(biāo)來剔除姿態(tài)測量誤差[2_『。無縫影像覆蓋范圍南北緯84度以內(nèi)作為我國首顆民用三線陣高分辨率測繪衛(wèi)降交點(diǎn)地方時(shí)10:30AM星,國內(nèi)關(guān)于高分辨率幾何定標(biāo)的積累和研究相對(duì)較少l_4JL,國外雖有較長的衛(wèi)星幾何定標(biāo)歷史[收稿日期]2013—12一o9[作者簡介]王素敏(1974),女,漢族,河南封丘人,碩士研究生,工程師,研究方向?yàn)閿z影測量與遙感影像處理。28·北京測繪·2014年第3期和豐富的幾何定標(biāo)經(jīng)驗(yàn),但大多只是對(duì)幾何定標(biāo)其中,(Xs,Y,Z)為外方位線元素;m為流程進(jìn)行簡單的概述][JL8]。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)資源三尺度因子;B為空間固定慣性坐標(biāo)系(J
5、2ooo坐標(biāo)號(hào)衛(wèi)星的高精度幾何定標(biāo),需對(duì)幾何定標(biāo)技術(shù)和系)到地球固定參考坐標(biāo)系(WG$84坐標(biāo)系)的幾何定標(biāo)方案進(jìn)行深入的研究。旋轉(zhuǎn)矩陣;L為本體坐標(biāo)系到空間固定慣性坐標(biāo)針對(duì)上述情況,本文首先構(gòu)建了資源三號(hào)測系的旋轉(zhuǎn)矩陣。和表示的是CCD像元在繪衛(wèi)星影像的嚴(yán)格幾何模型,解算影像的內(nèi)方位傳感器坐標(biāo)系中沿軌道方向和垂直于軌道方向元素和外方位元素。然后通過對(duì)傳感器內(nèi)部結(jié)的指向角。利用資源三號(hào)衛(wèi)星下傳的輔助數(shù)據(jù),構(gòu)和衛(wèi)星姿態(tài)軌道數(shù)據(jù)的分析,設(shè)計(jì)了合適的內(nèi)由式(1)可解算出資源三號(hào)衛(wèi)星影像中任一掃描方位模型和外方位模型來描述內(nèi)方位元素和外行的外方位元素。方位元素的誤差變化,從而建立自
6、檢校光束法區(qū)2自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差域網(wǎng)平差模型對(duì)傳感器進(jìn)行幾何檢校。2.1內(nèi)方位元素誤差分析1嚴(yán)格幾何模型內(nèi)方位元素誤差主要來源于鏡頭光學(xué)畸變資源三號(hào)衛(wèi)星影像的嚴(yán)格幾何模型可由式差、像元尺寸與焦距變化和CCD旋轉(zhuǎn)變化。綜合(1)表達(dá)L9]:鏡頭光學(xué)畸變參數(shù)、像元尺寸變化參數(shù)、焦距變P黜一(Xs,Ys,Zs)+m·B·L·化參數(shù)與線陣CCD在焦平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)變化參數(shù),(tan(Or),一tan(~ox),1)(1)構(gòu)建資源三號(hào)衛(wèi)星傳感器的內(nèi)方位模型m:{}Ax=Axp一·+(愚·r+忌2·r)+(r+2x。)+2p2··+(dp+)·x(2)lAy=Ayp一·+(志1·r+2
7、·r)+1··y一+2p2(r+2。)+sin0·.J——f令:s=(dp+)為比例尺因子jR===sin0為旋轉(zhuǎn)因子。則內(nèi)方位模型最終簡化為:{IAx=Axp一·+(忌?!。+愚2·r4)x-q-p(r。+2Y)q-2p·X一·y一+S·,(3)IAy=Ayp一·+(忌l·r+是2·r)+戶··y—q-2p2(r+Zy)+R·.L此內(nèi)方位模型綜合考慮了鏡頭光學(xué)畸變、像達(dá)到分米級(jí)。資源三號(hào)衛(wèi)星精密定軌的精度為元尺寸變化、焦距變化和CCD旋轉(zhuǎn)變化因素。但厘米級(jí),其對(duì)立體定位精度的影響基本可以忽在具體的平差應(yīng)用中,對(duì)