一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，包括以下步驟：1)獲取視差影像，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，所述的視差影像包括相互間具有觀測(cè)視差的參考影像和待匹配影像；2)對(duì)視差影像進(jìn)行精確密集匹配處理，獲得兩幅影像的視差偏差值；3)根據(jù)視差偏差值計(jì)算衛(wèi)星姿態(tài)顫振值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可在不依賴地面控制點(diǎn)和附加硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)星體的姿態(tài)顫振進(jìn)行探測(cè)和分析，得到真實(shí)的星體在垂軌和沿軌方向的姿態(tài)顫振值。
【專利說(shuō)明】一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星遙感成像技術(shù)，尤其是涉及一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分辨率遙感成像衛(wèi)星自身的姿態(tài)穩(wěn)定性和姿態(tài)控制性能，是決定高分辨率衛(wèi)星成像質(zhì)量和幾何定位精度的重要因素之一。衛(wèi)星星體的姿態(tài)數(shù)據(jù)，作為傳感器嚴(yán)格成像模型中的外方位參數(shù)，在幾何模型的構(gòu)建、定位精度的提高、有理函數(shù)模型的生成等方面起著決定性的作用。衛(wèi)星星體的姿態(tài)顫振作為衛(wèi)星運(yùn)行過(guò)程中的普遍現(xiàn)象，對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)據(jù)的精度有著直接的影響。在高性能定軌和定姿設(shè)備的支持下，國(guó)外的星載姿態(tài)傳感器能夠?qū)π求w的姿態(tài)顫振進(jìn)行精確的探測(cè)，從而獲得高精度的姿態(tài)數(shù)據(jù)，其高分辨率衛(wèi)星遙感影像的直接定位精度可達(dá)到10米級(jí)。但由于硬件技術(shù)等原因，國(guó)產(chǎn)姿態(tài)傳感器存在著采樣頻率低、定姿精度較差和可靠性不足等問(wèn)題，無(wú)法對(duì)衛(wèi)星星體的顫振進(jìn)行探測(cè)，從而對(duì)幾何定位精度和成像質(zhì)量產(chǎn)生了較大影響。同時(shí)，星載精密定姿傳感器也是西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)中國(guó)禁運(yùn)的主要設(shè)備之一。如何在現(xiàn)有硬件條件下，對(duì)國(guó)產(chǎn)高分辨率遙感衛(wèi)星姿態(tài)顫振進(jìn)行探測(cè)，提高姿態(tài)數(shù)據(jù)精度，成為我國(guó)當(dāng)前遙感測(cè)繪領(lǐng)域一個(gè)迫切的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，可以在無(wú)地面控制點(diǎn)和附加硬件設(shè)備的情況下，對(duì)遙感衛(wèi)星的姿態(tài)顫振進(jìn)行探 測(cè)。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，包括以下步驟:
[0006]I)獲取視差影像，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，所述的視差影像包括相互間具有觀測(cè)視差的參考影像和待匹配影像；
[0007]2)對(duì)視差影像進(jìn)行精確密集匹配處理，獲得兩幅影像的視差偏差值；
[0008]3)根據(jù)視差偏差值計(jì)算衛(wèi)星姿態(tài)顫振值。
[0009]步驟I)中，所述的預(yù)處理包括影像增強(qiáng)和視差影像預(yù)配準(zhǔn)。
[0010]步驟2)中，所述的精確密集匹配具體為:對(duì)兩幅影像中相同地物對(duì)應(yīng)的各影像行，以等間隔均勻取點(diǎn)的方式進(jìn)行逐點(diǎn)匹配，首先采用基于灰度互相關(guān)的方法進(jìn)行粗匹配，獲取整像素匹配點(diǎn)，再以粗匹配結(jié)果作為初值，使用基于二維曲面峰值擬合的相位相關(guān)的方法進(jìn)行精確匹配，獲取亞像素匹配點(diǎn)，對(duì)整行影像所有匹配點(diǎn)的結(jié)果取平均值，作為整行影像的匹配結(jié)果，得到各行影像的視差偏差值。
[0011]步驟3)中，所述的計(jì)算衛(wèi)星姿態(tài)顫振值具體為:
[0012]301)使用頻譜分析的方法由步驟2)獲得的視差偏差值得到衛(wèi)星姿態(tài)顫振的頻率和幅值，當(dāng)顫振只含有一種頻率分量時(shí)，執(zhí)行步驟302)，當(dāng)顫振含有多種頻率分量時(shí)，執(zhí)行步驟303)；
[0013]302)通過(guò)頻譜分析獲得視差偏差值的幅值4和頻率ω，并由相位譜獲取其初相
位夠，將t時(shí)刻的視差偏差值與影像幾何偏移值表不為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)獲取視差影像，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，所述的視差影像包括相互間具有觀測(cè)視差的參考影像和待匹配影像； 2)對(duì)視差影像進(jìn)行精確密集匹配處理，獲得兩幅影像的視差偏差值； 3)根據(jù)視差偏差值計(jì)算衛(wèi)星姿態(tài)顫振值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，其特征在于，步驟I)中，所述的預(yù)處理包括影像增強(qiáng)和視差影像預(yù)配準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，其特征在于，步驟2)中，所述的精確密集匹配具體為:對(duì)兩幅影像中相同地物對(duì)應(yīng)的各影像行，以等間隔均勻取點(diǎn)的方式進(jìn)行逐點(diǎn)匹配，首先采用基于灰度互相關(guān)的方法進(jìn)行粗匹配，獲取整像素匹配點(diǎn)，再以粗匹配結(jié)果作為初值，使用基于二維曲面峰值擬合的相位相關(guān)的方法進(jìn)行精確匹配，獲取亞像素匹配點(diǎn)，對(duì)整行影像所有匹配點(diǎn)的結(jié)果取平均值，作為整行影像的匹配結(jié)果，得到各行影像的視差偏差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于成像傳感器視差的衛(wèi)星姿態(tài)顫振探測(cè)方法，其特征在于，步驟3)中，所述的計(jì)算衛(wèi)星姿態(tài)顫振值具體為: 301)使用頻譜分析的方法由步驟2)獲得的視差偏差值得到衛(wèi)星姿態(tài)顫振的頻率和幅值，當(dāng)顫振只含有一種頻率分量時(shí)，執(zhí)行步驟302)，當(dāng)顫振含有多種頻率分量時(shí)，執(zhí)行步驟303)； 302)通過(guò)頻譜分析獲得視差偏差值的幅值4和頻率ω，并由相位譜獲取其初相位餌》將t時(shí)刻的視差偏差值與影像幾何偏移值表不為:
【文檔編號(hào)】G01C21/00GK103791899SQ201410051078
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】童小華, 徐聿升, 葉真, 劉世杰, 李凌云, 李天鵬, 王鳳香 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)