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指標，正逐步替代傳統(tǒng)線陣CCD相機，成為航天光學遙感器的主流。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建、在軌幾何標

2、定以及分片影像拼接等內容展開研究。
　　本研究主要內容包括：⑴在研究時空基準和姿軌測量原理的基礎上，設計了拼接型TDI CCD原始影像內、外定向的詳細步驟，分別構建了“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)內的同名點對，構建了片間幾何約束模型。⑵論述了推掃式光學衛(wèi)星在軌幾何標定的難點，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標定過程，提出了一種顧及片間幾何約束的在軌標定方法；針對該標定方法設計了專門的“雙短條帶”控制布設方案。⑶研究了物理內標定模型與指向角內標定模型的區(qū)別與聯(lián)系，分別嚴密推導了不同階數(shù)光學畸變以及偏視場、正視場等不同情況下的指向角內標定模型，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，在此基礎上重點研究虛擬推掃圖像生成及其幾何模型構建的理論與方法，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定等關鍵問題進行了系統(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，結果表明本文的幾何標定模型和虛擬推掃圖像生成算法可靠有效；其中在軌標定模型和算法能夠求解出