1 苏州科技大学物理科学与技术学院, 江苏 苏州215009
2 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州215009
3 江南大学理学院, 江苏 无锡214122
4 中国航天科技集团公司上海卫星工程研究所, 上海 201109
遥感卫星在**和民用探测等领域发挥着重要作用，而大气湍流严重影响高分辨率遥感卫星的成像质量。本文重点研究了遥感卫星对地探测时，相机口径、卫星轨高和大气湍流强度对空间相机成像质量的影响。首先，基于球面波传输模型和Kolmogorov湍流理论，针对空对地探测湍流波前进行仿真。然后，分析畸变波前随相机口径、卫星轨高和大气相干长度的变化规律，并推导出普适公式。在此基础上，进一步推导出空间相机成像分辨率随相机口径、卫星轨高和大气相干长度变化的计算公式。最后，研究了大气湍流对空间相机调制传递函数（MTF）的影响，并以MTF=0.15为基准，仿真分析了MTF相对误差随相机口径、卫星轨高和大气相干长度的变化规律。本研究为高分辨率遥感卫星的设计、分析和评估提供理论依据。
高分辨率卫星 大气湍流 空对地观测 成像质量 high-resolution satellite atmospheric turbulence space-to-ground detection imaging quality
1 北京市遥感信息研究所, 北京 100192
2 上海微小卫星工程中心, 上海 201210
3 中国科学院微小卫星创新研究院, 上海 201210
4 中国科学院微小卫星重点实验室, 上海 201210
星上运动部组件所引起的颤振是当前影响超高分辨率、超高机动成像质量的一个重要因素。针对该信号难以被精确业务化检测识别的问题,提出一种基于卷帘快门CMOS成像的空间相机颤振检测方法,进一步采用高频角位移与高精度参考的数字正摄影像/数字高程模型(DOM/DEM)数据进行效果验证与评价。对2020年发射的某高分型号卫星进行了分析,分析结果表明所设计的检测方法可以有效识别空间相机成像过程中的颤振特性,颤振频率主要集中在156 Hz左右,补偿后的全色影像相对几何精度可提升1.2 pixel左右。
遥感 超高分辨率卫星 卷帘快门CMOS 颤振检测 高频角位移 分时成像
1 山东科技大学测绘与空间信息学院, 山东 青岛 266510
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
为衡量国产主流2 m分辨率光学卫星的几何定位精度,本文在有理多项式(RPC)模型与区域网平差的基础上,针对不同卫星在不同地区表现出的几何定位精度的差异,提出了一种利用相同控制基准测评多星几何定位精度的方法。以河北省沽源县平坦地区作为控制区域,采用高分一号系列卫星(GF1、GF1-B、GF1-C、GF1-D)、资源三号系列卫星(ZY3-1、ZY3-2)以及天绘一号卫星(TH-1)的多幅不同高分辨率卫星影像进行单景与立体影像几何精度的评估试验。研究结果表明:在无控制点条件下,高分一号系列卫星单景影像的平面精度大都优于42 m;TH-1单景影像的平面精度约为6.36 m;ZY3-1立体影像的精度较高,平面精度约为11.29 m,高程精度约为3.43 m。在有控制点条件下,高分一号系列卫星单景影像的平面精度均优于13.3 m,ZY3-1、ZY3-2和TH-1单景影像的平面精度均优于5.46 m,ZY3-1、ZY3-2立体影像的平面精度分别约为4.01 m和4.29 m,高程精度分别约为1.71 m和1.61 m。本文方法对多颗高分辨率国产光学卫星几何定位精度的评估是合理可行的。
遥感 传感器 国产高分辨率卫星 有理多项式模型 区域网平差 几何定位精度评估
1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
2 北京市遥感信息研究所, 北京 100192
3 武汉大学计算机学院, 湖北 武汉 430079
4 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心, 湖北 武汉 430079
针对当前影像几何定位时变系统误差难以补偿的问题, 提出一种基于傅里叶级数模型的时变系统误差地面补偿方法, 并采用几何定标场的数字正射影像图/数字高程模型数据进行精度验证。分析了2014年12月发射的遥感二十六号卫星的数据, 结果表明, 设计的时变系统误差地面补偿模型可以有效提高影像在无控点条件下的几何定位精度, 且补偿后的影像几何定位精度可以提高约40%。
遥感 高分辨率卫星 时变系统误差补偿 傅里叶模型 几何定标场 对地相机 光学学报
2016, 36(12): 1228001
1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079
2 武汉大学计算机学院, 湖北 武汉 430079
3 武汉大学地球空间信息技术协同创新中心, 湖北 武汉 430079
卫星姿态精度是制约高分辨率光学影像几何定位精度的一个重要因素，针对当前卫星姿态数据处理精度不高且难以验证的问题，提出一种基于双向滤波整体加权平滑的高精度卫星姿态数据地面处理算法，实现了卫星姿态数据地面精细化处理，进一步采用几何定标场的数字正射影像图/数字高程模型数据进行精度验证。以2014年11月发射的遥感-24号高分辨率光学卫星为例，分析结果表明，本文设计的姿态数据处理模型是稳健可靠的，姿态数据相对精度可以达到0.8″，且基于地面处理姿态数据得到的全色相机无控制点条件下影像几何纠正精度可以达到15 m。
遥感 高分辨率卫星 几何定标场 星敏感器 陀螺 双向卡尔曼滤波 光学学报
2016, 36(11): 1128002
中国科学院对地观测与数字地球科学中心, 北京100194
光谱差异是提取建筑物阴影信息的一个重要依据。 基于ALOS卫星图像阴影与建筑物高度关系的分析, 文章阐述了依据阴影来估算建筑物高度的原理和方法, 辅以数据融合的方法, 利用多光谱影像中的光谱差异从ALOS全色图像中准确提取阴影信息, 从而建立一种基于图像阴影提取城市建筑物高度及分布信息的标准化流程。 同时, 在天津的城市建筑物高度获取试验中, 建筑物高度提取精度的抽样验证率达到87.6%, 初步显示出了ALOS卫星数据在城市建筑物高度测量方面的巨大潜力。
高分辨率卫星遥感影像 光谱差异 阴影 建筑物高度 High resolution spatial images Spectral difference Shadow Building height 光谱学与光谱分析
2011, 31(7): 2003
