缺少控制点条件下SPOT 5遥感影像定位技术研究

缺少控制点条件下SPOT 5遥感影像定位技术研究

论文摘要

影像定位在摄影测量处理过程中起着重要作用。但长期以来遥感影像的精确定位一直依赖于地面控制点,控制点的数量与分布直接影响遥感影像地面目标定位的精度,然而在沙漠、海洋、境外等地区,地面控制点的获取往往比较困难。为了解决上述矛盾,本文研究了无地面控制点条件下SPOT 5影像的直接定位模型、基于有理函数模型的定位模型及有少量地面控制点条件下SPOT 5 HRS影像的自动匹配连接外推定位技术,论文完成的主要工作和创新有:1.通过对SPOT 5 Dimap数据的可视化表达,分析了卫星星历数据和姿态数据的变化规律,并在此基础上选择了合适的内插模型来计算影像上任意扫描行时刻卫星的星历数据和姿态数据;2.研究并实现了无控制点条件下SPOT 5 HRG影像的单片定位及HRS影像的立体定位。通过实验研究,分析了各自定位结果的规律及影响因素;依据分析结果,提出了通过h的子区域双线性内插给定来提高HRG影像无控定位精度的方法,实验表明该方法在提高无控制点HRG影像单片定位高程精度方面具有明显作用;3.研究并实现了无控制点条件下SPOT 5 HRS影像的有理函数模型定位。通过对卫星星历参数和姿态的变换解算出了影像任意行的外方位元素,进而利用已知外方位元素的严格几何模型构建模拟控制格网代替控制点完成有理函数模型参数的解算,从而实现无控制点的HRS影像立体定位;4.对常见的轨道外推方法进行了分析,在研究并实现HRS影像自动匹配的基础上,提出了一种使用少量地面控制点和SPOT 5 HRS立体像对间自动匹配公共连接点的外推定位新方案,并进行了初步的实验验证。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究背景和意义
  • 1.3 国内外研究的现状及分析
  • 1.3.1 国外相关领域的研究
  • 1.3.2 国内研究的进展
  • 1.4 论文的研究内容及结构安排
  • 第二章 遥感影像定位的基本原理与方法
  • 2.1 常用的成像几何模型
  • 2.1.1 物理传感器模型
  • 2.1.2 广义传感器模型
  • 2.2 线阵CCD遥感影像成像模型
  • 2.2.1 线阵CCD传感器的构像方程
  • 2.2.2 构像方程的线性化及外方位元素的解算
  • 2.3 空间目标点的遥感影像定位
  • 2.3.1 空间前方交会目标点定位
  • 2.3.2 共线条件方程目标点定位
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 基于星历和姿态数据的SPOT 5影像无控制点定位技术
  • 3.1 SPOT 5卫星影像及Dimap Metadata
  • 3.1.1 SPOT 5 HRG影像
  • 3.1.2 SPOT 5 HRS影像
  • 3.1.3 SPOT 5 Dimap格式规范
  • 3.1.4 Dimap Metadata
  • 3.2 星历与姿态数据的分析与处理
  • 3.2.1 参数变化情况分析
  • 3.2.2 星历参数内插
  • 3.2.3 姿态参数内插
  • 3.3 无控制点条件下SPOT 5影像定位模型
  • 3.3.1 计算扫描行时间
  • 3.3.2 摄影方向线确定
  • 3.3.3 HRG影像的单片定位
  • 3.3.4 HRS影像的立体定位
  • 3.4 实验及分析
  • 3.4.1 HRG影像无控制点定位实验
  • 3.4.2 HRS影像无控制点定位实验
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于有理函数模型的无控制点地区SPOT 5影像定位
  • 4.1 有理函数模型
  • 4.1.1 有理函数模型的正变换形式
  • 4.1.2 有理函数模型的反变换形式
  • 4.2 有理函数系数的求解
  • 4.3 基于有理函数模型的立体定位算法
  • 4.3.1 立体定位模型
  • 4.3.2 解算步骤
  • 4.4 无控制点的有理函数模型SPOT 5 HRS影像定位
  • 4.5 实验及分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 基于自动匹配连接的缺少控制点地区影像外推定位
  • 5.1 基于轨道动力学模型的外推定位模型及应用分析
  • 5.1.1 轨道动力学模型
  • 5.1.2 基于轨道动力学外推模型的优缺点分析
  • 5.2 基于影像自动匹配连接的外推定位模型
  • 5.2.1 HRS影像自动匹配
  • 5.2.2 外推模型的建立
  • 5.3 实验及分析
  • 5.3.1 影像自动匹配实验
  • 5.3.2 少量控制点误差改正实验
  • 5.3.3 外推定位实验
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 作者简历 攻读学位期间学术科研情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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