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1.
为进一步提高观测频次和信噪比,近年来各国新一代静止气象卫星均采用三轴稳定工作模式对地扫描成像。为了精确提取遥感目标物所在地点关于地表、云和大气状态的定量参数产品,必须要解决图像配准和定位问题。轨道漂移运动引起卫星视轴在地球表面上移动,导致连续图像之间产生相对位移,影响云图动画的图像配准精度。以2016年12月发射的中国风云四号卫星成像仪为研究对象,给出了图像参考基准的严密定义,研究了一种轨道运动补偿OMC(Orbit Motion Compensation)方法。通过给成像仪2维扫描机构增加转角补偿的方法在卫星上实时引导视线扫描路径,卫星相当于在理想轨道位置的视角成像。得到的遥感图像均被配准到地球固定网格FG(Fixed Grid),保持相对固定的几何定位关系。由于这种在卫星上完成的补偿剥离了L0级图像数据与卫星轨道测量信息之间的关系,从根源上保证了原始图像的长周期定位稳定性。为证明方法的正确性,利用风云四号卫星在轨测试的遥感图像L0级数据进行了试验验证。结果表明,云图动画中南北方向相对运动距离由973.0μrad缩小至75.6μrad,东西方向由205.8μrad缩小至81.2μrad。星上轨道运动补偿有效削弱了周期性轨道运动对图像定位与配准的干扰,显著提升图像配准精度。针对未来带有长线阵的新型静止卫星成像仪发展趋势,分析了进行星上轨道运动补偿时引起的长线阵探测器边缘像元误差问题,提出了采用电推进系统对卫星轨道倾角进行高精度保持控制来降低边缘误差的解决方案。 相似文献
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该文建立了一种星载红外多光谱扫描相机的成象模型，该模型描述了卫星在轨飞行过程中，上相机的成象过程，同时包括了卫星姿态，轨道运动，地球自传，地球曲率和高斯投影的影响。利用该模型编制了仿真程序，制作了仿真图象，进行了仿真计算，对红外遥感图象的几何质量和配准精度进行了仿真分析。 相似文献
3.
根据天绘一号卫星三线阵传感器成像原理,构建了天绘一号卫星影像的严格成像模型。通过对卫星姿轨数据分析,提出利用一次线性函数拟合姿态数据,以抵消姿态数据中的高频和低频误差的影响;同时在视线向量修正模型的基础上提出了非指向角形式的简化视线向量修正模型,并分析了控制点个数及分布对定位精度的影响。实验表明,提出的简化视线向量修正模型可以达到视线向量修正模型同样的精度;在利用线性拟合后的姿态数据进行简化视线向量修正的立体定位时,4个地面控制点即可使X方向、Y方向和Z方向定位精度优于5 m。 相似文献
4.
随着遥感卫星成像技术的快速发展，遥感视频卫星的出现为运动车辆目标信息获取提供了新手段。然而在遥感卫星视频中，运动车辆目标仅为几个或十几个像素并与背景的对比性较低，难以获取车辆的局部细节特征，使得传统监控视频的运动车辆检测方法直接应用到卫星视频图像会存在很多的问题。在分析遥感卫星视频运动车辆目标检测与传统监控视频运动车辆目标检测差异的基础上，本文提出了一种感兴趣区域自动约束的遥感卫星视频运动车辆快速检测方法：首先是快速自动获取运动车辆目标的感兴趣区域；其次在感兴趣区域约束下，基于改进的高斯背景差分方法实现感兴趣区域内运动车辆快速检测。应用Skybox-1卫星视频数据进行了运动车辆目标检测实验并进行了定性与定量分析。实验结果表明，本文方法可以有效自动减少动态背景变化导致的伪运动目标，具有较高的检测率、较高的检测质量、极低的虚警率以及较高的运行效率，可自动高效实现卫星视频图像中运动车辆目标的高精度检测。 相似文献
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为了获取2019年6月17日发生的四川宜宾Ms6.0地震引起的地表形变情况,该文利用欧空局宽幅模式的高分辨率新型Sentinel-1A卫星获取了此次地震的第一对同震干涉像对数据,使用D-InSAR技术获取宜宾市长宁县地区的同震形变场。结果显示,本次地震在震中西北方向分别形成了1个明显的沉降区和抬升区,在雷达视线方向上的最大沉降量为7.9 cm,最大抬升量为8.1 cm。通过与同一时间内的GPS高程测量形变量相比,D-InSAR解算的地表形变量与GPS监测点形变量基本一致,均不超过3 mm,表明了本文的D-InSAR形变解算结果的可靠性,体现了新型Sentinel-1A雷达卫星在地震形变监测领域有着很高的应用价值和潜力。 相似文献
6.
《国土资源遥感》2017,(4)
针对吉林一号(Jilin-1)卫星视频影像的超分辨率重建问题,在分析卫星视频与普通视频及遥感影像不同特性的基础上,研究了在成像场景内含有运动物体情况下,Vandewalle方法和金字塔LK(Lucas-Kanade)光流法运动估计方法的适用性。同时,针对目前中值平移并添加(median shift and add,MSA)方法在视频卫星影像重建中因帧间缺少互补信息而引起的边缘信息不清晰问题,提出了新的中值平移并添加(new median shift and add,NMSA)方法。首先,根据重建的倍数建立重建前、后的空间分辨率格网,并将2个格网统一到1个空间内;然后,以待确定的重建后影像格网像元为中心,确定参与估计的低空间分辨率像元值,利用容许误差确定重建后的像元值。通过利用吉林一号(Jilin-1)卫星数据进行实验,验证了NMSA方法的有效性。 相似文献
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水稻时域散射特征分析及其应用研究 总被引：14，自引：3，他引：14
通过对肇庆试验区1996年和1997年获取的多时相、多模式雷达卫星（RADARSAT）数据分析，从图像上直接提取地物的后向散射系数，结合实地测量水稻的生长结构参数，建立了水稻生长模型，分析了不同生长周期（从80天到120－125天）4种类型水稻的时域散射特性。利用1997年4月至7月获取的7景标准模式雷达卫星数据，对试验区内三个县和两个行政区共5000km^2面积范围内的作物进行分类和水稻产量预估算，水稻类型分类及面积量算精度达91％。结果表明：利用雷达遥感数据进行水稻种植面积量算和估产需要水稻生长期间三个时相的数据，即插秧期、抽穗期、收割前期。若能够获得多参数雷达图像，可以用插秧期和收割前期的两个时相图像来代替上述的三个时相图像同样可以达到种植面积量算和估产的效果。这一结果充分说明多时相雷达卫星数据对我国南方水稻长势监测及估产具有明显优势和潜力。 相似文献
9.
《武汉大学学报(信息科学版)》2010,(6)
介绍了SPOT-5卫星影像的严格几何处理模型及视线向量修正的原理,推导了基于视线向量修正的多像光束法平差模型。对SPOT-5影像进行实验,验证了影像系统误差的存在。将视线向量修正法的定位精度与轨道姿态误差直接修正法的定位结果进行对比,结果表明,视线向量修正法仅采用5个控制点就可以获得轨道姿态误差直接修正法采用10个控制点的定位精度。 相似文献
10.
卫星导航接收机测距精度评价方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
卫星导航接收机测距精度的好坏是制约接收机性能优劣的一个关键因素。从卫星导航的一个重要的观测量伪距入手，从分析伪距的观测方程的角度给出了四种卫星导航接收机测距精度评价的方法：钟差测定法、通道问单差法、零基线双差法和定位精度反推法，并对评价方法中涉及到的几个关键技术进行了阐述分析。测距精度评价方法的建立为卫星导航设备测距精度性能优劣的合理评估提供了一个参考依据。 相似文献
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Effects of laser beam alignment tolerance on lidar accuracy 总被引：2，自引：0，他引：2
One of the major lidar error sources not yet analyzed in the literature is the tolerance of the laser beam alignment with respect to the scanning mirror. In this paper, the problem of quantifying these errors is solved for rotating polygon mirror type lidar systems. An arbitrary deviation of the beam from its design direction–the vector of beam misalignment–can be described by two independent parameters. We choose these as horizontal and vertical components of the misalignment vector in the body frame. Either component affects both, horizontal and vertical lidar accuracy. Horizontal lidar errors appear as scan line distortions—along and across track shifts, rotations and scaling. It is shown that the horizontal component of misalignment results in a scan line first being shifted across the track and then rotated around the vertical at the new center of the scan line. Resulting vertical lidar error, being a linear function of the scan angle, is similar to that produced by a roll bias. The vertical component of the beam misalignment causes scan line scaling and an along track shift. The corresponding vertical error is quadratic with respect to the scan angle. The magnitude of these effects is significant even at tight alignment tolerances and cannot be realistically accounted for in the conventional calibration model, which includes only range, attitude and GPS biases. Therefore, in order to attain better accuracy, this model must be expanded to include the beam misalignment parameters as well. Addition of new parameters into the model raises a question of whether they can be reliably solved for. To give a positive answer to this question, a calibration method must utilize not only ground control information, which is typically very limited, but also the relative accuracy information from the overlapping flight lines. 相似文献
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针对框幅式影像传统的空中三角测量算法不适用于三线阵影像, 因此必须设计相应的数学模型。三线阵推扫式传感器在成像时, 不同扫描线对应的摄影中心位置和姿态都不一样, 空中三角测量解算时, 外方位元素个数大于观测值个数, 理论上无法解算每一条扫描线的方位元素, 因此需要采用合适的数学模型模拟卫星轨道。目前常用的有3种轨道模型:线性多项式模型, 分段多项式模型和定向片模型。本文利用“天绘一号”卫星的真实数据, 在WGS-84坐标系统下进行3种模型的平差对比试验, 同时采用不同的控制点布设方案, 分析各模型在不同控制点布设方案下所能达到的精度水平。 相似文献
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14.
轨道车辆运行时产生的各种振动导致车体相对于轨道的运行姿态发生变化,提出利用面阵相机和线激光组合的摄影测量方法在线检测车体运行姿态。检测系统安装在车体上可拍摄到轨面的任意位置(3点非共线),选择激光在轨面投影的中点作为参考点,通过标定得到参考点在计算机图像坐标系和车体坐标系中的空间变换关系;车辆运动过程中,面阵相机拍摄线激光在轨面上的投影,将参考点在计算机图像坐标系中的坐标转化为车体坐标系中的坐标;结合参考点在轨面随行坐标系中的坐标特性,解算车体相对于轨道的坐标系转换,建立描述车体相对于轨道实时运行姿态的数学模型;构建检测系统,通过车体振动模拟平台及现场实车试验,验证了检测系统的可靠性。 相似文献
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为满足深空探测器的精确定姿需求,提出了一种惯性测量单元(IMU)辅助的X射线脉冲星定姿方法。该方法用IMU的速率陀螺来估计航天器短时姿态,观测两颗或多颗脉冲星的X射线辐射信号,将拟合得到的观测矢量作为滤波器信息输入,利用这两种测姿手段在时间和空间上的互补特性,提供一种全天候、抗干扰性强的定姿方法。仿真结果表明,相比于EKF,基于UKF的俯仰、横滚和偏航三姿态角的测量精度可提高21.9%、21.1%和31.7%;与仅使用脉冲星或IMU的定姿方法相比,组合定姿方法的俯仰角估计精度分别提高了32.5%和77.6%。 相似文献
16.
当GPS、GALILEO卫星运行至与太阳、地球近似共线时,卫星很难维持名义姿态,将出现一段时间的偏航姿态异常。本文基于不同分析中心所提供的精密轨道和钟差产品,在卫星偏航姿态异常时期,设计不同姿态改正策略,选取全球分布的7个MGEX站10 d实测数据,分析了GPS、GALILEO卫星的天线相位中心改正、相位缠绕改正对观测值残差及动态PPP定位结果的影响。研究表明,在卫星偏航姿态异常时期,采用名义偏航姿态对GPS、GALILEO卫星观测值残差的影响可分别达到8和11 cm,在此期间,GPS/GALILEO卫星采用模型偏航姿态,与采用名义偏航姿态相比,动态PPP的E、N、U 3个方向的定位精度可分别提高13.30%、15.77%和12.98%,相较于剔除卫星策略,采用模型偏航姿态的动态PPP定位精度在E、N、U方向可分别提高5.399%、4.430%、5.992%。 相似文献
17.
航天器姿态确定的模型具有严重的非线性性。而采样卡尔曼滤波(UKF)通过采用一组确定性采样得到的Sigma点比扩展卡尔曼滤波(EKF)能够更准确地近似初始分布,使滤波在不准确的初始条件下更快地收敛。利用修正罗德里格参数(MRPs)表示姿态,用动力学方程进行角速率的传播,利用UKF的改进算法迭代采样卡尔曼滤波(IUKF)对航天器的姿态进行估计。在分析IUKF性能的基础上进一步对IUKF算法作了改进,通过仿真算例将3种方法进行了比较。结果表明:IUKF及改进IUKF算法姿态参数的滤波精度比UKF更高,同时改进IUKF算法比IUKF的滤波能更快趋于稳定。 相似文献
18.
非合作目标的位姿监测,是空间目标态势感知的重要内容之一。本文提出了一种基于立体观测的非合作目标位姿变化监测方法,采用单目观测序列提取Harris角点,运用金字塔稀疏光流法对其进行运动跟踪,利用影像匹配和前方交会获取运动点三维坐标,最后将运动点坐标带入运动方程解算目标位姿变化。半实物仿真试验结果表明:相机距目标距离约为2.5 m时,位置变化检测精度优于2.5 mm,姿态变化检测精度优于0.5°。相比于基于先验信息和特征提取的传统方法,该方法基本满足对非合作目标监测、跟踪、绕飞时位姿测量需求,且在适应性和精度上均有提高。 相似文献
19.
This paper describes a low earth orbiter micro-satellite attitude determination algorithm using GPS phase and pseudorange
data as the only observables. It is designed to run in real-time, at a rate of 10 Hz, on-board the spacecraft, using minimal
chip and memory resources. The spacecraft design includes four GPS antennas deployed on boom arms to improve the antenna separations.
The boom arms feature smart sensors, from which time-varying deformation data are used to calculate changes in the body-fixed
system (BFS) co-ordinates of the attitude antennas. These data are used as input to the attitude algorithm to improve the
accuracy of the output.
The conventional double-difference phase observation equations have been re-arranged so that the only unknown parameters in
the functions (once the ambiguities have been determined) are the spacecraft Euler angles. This greatly increases the redundancy
in the mathematical model, and is exploited to enhance the algorithm's ability to trap observations contaminated by unmodelled
multipath. This approach has been shown to be successful in identifying phase outliers at the 5–10 mm level. Speed of execution
of the program is improved by utilising numerical differentiation of the model equations in the linearisation process. Furthermore,
as the number of solve-for parameters is reduced to three by the chosen mathematical model, matrix inversion requirements
are minimised. A novel approach to ambiguity resolution and determination of initial estimates of the attitude parameters
has been developed utilising a heuristic technique and the known, and time varying, BFS co-ordinates of the antenna array.
Algorithm testing is based on a simulation of the micro-satellite trajectory combined with variations in attitude derived
from spin-stabilisation and periodic roll and pitch parameters. The trajectory of the spacecraft centre of mass was calculated
by numerical integration of a force model using Earth gravity field parameters, third body effects due to the Sun and the
Moon, dynamic Earth tide effects (solar and lunar), and a solar radiation pressure model. Frame transformations between J2000
and ITRF97 used the IERS conventions. A similar approach was used to calculate the trajectories of all available GPS satellites
during the same period, using initial conditions of position and velocity from IGS precise orbits. RMS differences between
the published precise orbit and the integrated satellite positions were at the 5-mm level. Phase observables are derived from
these trajectories, biased by simulation of receiver and satellite clock errors, cycle slips, random or systematic noise and
initial integer ambiguities. In the actual simulation of the attitude determination process in orbit, GPS satellite positions
are calculated using broadcast ephemerides.
The results show that the aim of 0.05° (two sigma) attitude precision can be met provided that the phase noise can be reduced
to the level of 1–2 mm. Attitude precision was found to vary strongly with constellation geometry, which can change quite
rapidly depending on the variations in spacecraft attitude. The redundancy in the mathematical model was found to be very
effective in trapping and isolating cycle slips to the double difference observations that are contaminated. This allows for
the possibility of correcting for cycle slips without full recourse to the ambiguity resolution algorithm.
Electronic Publication 相似文献
20.
当太阳相对于卫星轨道面的高度角较小时,北斗导航卫星将不会跟踪太阳位置,卫星姿态发生异常复杂的变化后一段时间内处于零偏模式。在此期间采用名义姿态将影响卫星天线相位中心偏差、相位缠绕等误差计算,进而使精密单点定位(PPP)参数估计和天顶对流层延迟估计出现偏差。研究表明,在北斗导航卫星处于零偏期间,采用名义姿态计算的相位缠绕、天线相位中心偏差中存在超过15cm的误差。在此期间的北斗卫星采用零偏姿态改正相位缠绕等误差,与采用名义姿态相比,动态PPP位置参数N、E、U的估计精度可以提高53.2%、54.2%、39.3%,静态PPP位置参数N、E、U的估计精度可以提高61.0%、72.3%、58.4%,天顶对流层延迟估计精度提高33.0%。 相似文献