機(jī)載多通道掃描儀幾何校正算法研究及軟件開發(fā).pdf

1、中國海監(jiān)飛機(jī)是我國海監(jiān)總隊(duì)用來維護(hù)海洋權(quán)益、保護(hù)海洋環(huán)境和資源、以及監(jiān)視海洋自然災(zāi)害的重要平臺之一。在這個(gè)飛機(jī)上，安裝著由中科院上海技術(shù)物理研究所研制的一種新型海洋多光譜掃描儀（MAMS）。機(jī)載遙感器，與衛(wèi)星遙感器相比，具有平臺穩(wěn)定性差，飛行高度低，視場角大等特點(diǎn)，這使得所獲圖像的幾何畸變更加嚴(yán)重。傳統(tǒng)的校正方法，是在獲得飛行姿態(tài)角和地面控制點(diǎn)的情況下進(jìn)行的，但MAMS 系統(tǒng)還是在實(shí)驗(yàn)階段，無法獲得該姿態(tài)角，又因?yàn)楹Ｉ蠄?zhí)法的特殊性，利用

2、控制點(diǎn)進(jìn)行校正，不但獲取大量控制點(diǎn)的成本過高，而且時(shí)效不夠，因而急需進(jìn)行新的校正方法的探索。 GPS(Global Positioning System)是安裝在MAMS 上的全球定位系統(tǒng)，它能比較及時(shí)地記錄下飛機(jī)的空間位置和飛行信息。本文利用GPS 記錄的飛行信息，提出了一種新的飛行模式，在這個(gè)模式下反演出了飛行姿態(tài)角，最終完成了幾何校正算法研究，并基于這個(gè)算法構(gòu)建了幾何校正軟件。其主要研究內(nèi)容如下： 1. 畸變原因的

3、分析。 首先，本文分析了導(dǎo)致MAMS 影像數(shù)據(jù)發(fā)生幾何畸變的原因，其主要原因包括系統(tǒng)引起的固有畸變和非系統(tǒng)畸變，前者主要指正切畸變，后者包括速高比變化引起的畸變，地面起伏引起的畸變和姿態(tài)角變化引起的畸變。接著，在現(xiàn)有的條件下，針對不同的畸變進(jìn)行了可校正性分析。 2. 校正算法的研究。 首先，本文對從MAMS 接收下來的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，剔除了輔助數(shù)據(jù)，消除了時(shí)間延遲，轉(zhuǎn)換了坐標(biāo)系，并對GPS 數(shù)據(jù)進(jìn)行了插值處

4、理。然后，給出了兩種飛機(jī)可能的飛行模式，一種是前人的飛機(jī)兩秒內(nèi)作圓周運(yùn)動的兩秒模式，一種是本文提出的飛機(jī)一秒內(nèi)作圓周運(yùn)動的一秒模式。最后，根據(jù)不同的飛行模式，利用飛行動力學(xué)原理分別反演出了滾動角，完成了MAMS 幾何校正算法的研究。 3. 軟件的開發(fā)。 首先給出了軟件的整體框架，然后介紹了軟件實(shí)現(xiàn)中用到的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，如：圖像的讀取，圖像的顯示，圖像重采樣以及大文件讀取和操作等4. 精度的評價(jià)。本文分別得到了對MAMS