拼接型TDI CCD衛(wèi)星推掃影像幾何模型研究.pdf

1、拼接型TDI CCD衛(wèi)星推掃影像是指由星載拼接型TDI CCD相機推掃獲取的光學(xué)遙感影像。拼接型TDI CCD相機是指按一定方式將多片TDI CCD拼接而形成的組合式光學(xué)遙感相機。該類相機可兼顧地面分辨率、地面覆蓋寬度、成像靈敏度以及信噪比等技術(shù)指標(biāo)，正逐步替代傳統(tǒng)線陣CCD相機，成為航天光學(xué)遙感器的主流。本文以“天繪一號”01星、02星高分相機為實例，針對拼接型TDI CCD衛(wèi)星影像的幾何處理，圍繞原始影像嚴格幾何模型構(gòu)建、在軌幾何標(biāo)

2、定以及分片影像拼接等內(nèi)容展開研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在研究時空基準(zhǔn)和姿軌測量原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了拼接型TDI CCD原始影像內(nèi)、外定向的詳細步驟，分別構(gòu)建了“單片影像幾何模型”和“整體影像幾何模型”；針對相鄰TDI CCD分片影像重疊區(qū)內(nèi)的同名點對，構(gòu)建了片間幾何約束模型。⑵論述了推掃式光學(xué)衛(wèi)星在軌幾何標(biāo)定的難點，并提出了針對上述難點的解決策略；針對拼接型相機多片TDI CCD共享一套光學(xué)系統(tǒng)、各TDI CCD陣列相互獨

3、立以及相鄰TDI CCD有重疊區(qū)等特點，將片間幾何約束加入內(nèi)標(biāo)定過程，提出了一種顧及片間幾何約束的在軌標(biāo)定方法；針對該標(biāo)定方法設(shè)計了專門的“雙短條帶”控制布設(shè)方案。⑶研究了物理內(nèi)標(biāo)定模型與指向角內(nèi)標(biāo)定模型的區(qū)別與聯(lián)系，分別嚴密推導(dǎo)了不同階數(shù)光學(xué)畸變以及偏視場、正視場等不同情況下的指向角內(nèi)標(biāo)定模型，并給出了其具體計算公式。⑷分析了傳統(tǒng)像方拼接算法及其缺陷，在此基礎(chǔ)上重點研究虛擬推掃圖像生成及其幾何模型構(gòu)建的理論與方法，對算法基本原理、實施

4、流程進行了詳細闡述；對算法流程中分片影像RPC模型構(gòu)建、輔助高程信息來源、長線陣安置位置以及拼接線位置的設(shè)定等關(guān)鍵問題進行了系統(tǒng)論述；針對行積分時間跳變降低RPC擬合精度的問題，提出跳變自動探測、分區(qū)間求解RPC參數(shù)的方案，可有效提升RPC模型擬合精度；給出了拼接產(chǎn)品幾何質(zhì)量評價的多種方法。⑸利用“天繪一號”真實數(shù)據(jù)對本文模型和算法進行了實驗驗證，結(jié)果表明本文的幾何標(biāo)定模型和虛擬推掃圖像生成算法可靠有效；其中在軌標(biāo)定模型和算法能夠求解出