伴隨著技術(shù)的快速更迭,遙感衛(wèi)星影像正朝著更高空間分辨率,更快時間分辨率和更高幾何精度發(fā)展。資源三號系列衛(wèi)星、天繪系列衛(wèi)星、高分系列衛(wèi)星將我國遙感事業(yè)帶入了米級甚至亞米級分辨率,幾何定位精度也達(dá)到了十米級。然而進(jìn)一步的幾何精度提升卻具有很大挑戰(zhàn),現(xiàn)有衛(wèi)星的姿態(tài)處理精度已經(jīng)對幾何定位精度形成了制約。本文旨在通過在軌的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),分析現(xiàn)如今衛(wèi)星姿態(tài)處理所遇到的問題,從理論上對姿態(tài)誤差進(jìn)行剖析和分類,然后闡述問題存在的具體現(xiàn)象,以及幾種解決方式,主要的研究內(nèi)容如下:（1）研究分析了姿態(tài)處理中存在的低頻和高頻誤差。傳統(tǒng)姿態(tài)處理研究主要集中于姿態(tài)確定算法,并通過仿真的方式來驗(yàn)證姿態(tài)的精度和穩(wěn)定性。本文將從衛(wèi)星影像幾何定位精度的角度出發(fā),提出了目前衛(wèi)星姿態(tài)處理存在的低頻和高頻誤差。首先,針對星敏光軸和相機(jī)光軸之間的夾角存在變化,提出了星敏自身低頻誤差和星敏與相機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性誤差;然后將衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定度帶來的姿態(tài)內(nèi)插誤差,以及衛(wèi)星平臺抖動造成的姿態(tài)誤差稱為高頻誤差。并根據(jù)衛(wèi)星三軸進(jìn)行分解,分析了姿態(tài)誤差對幾何定位精度的影響。（2）提出了長時/廣域布控的方法,驗(yàn)證了在軌衛(wèi)星的低頻姿態(tài)誤差。長時間的精度監(jiān)測... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２高分九號多種成像模式??４??

星平臺不穩(wěn)定以及部件的周期性活動會帶來各種頻率的平臺抖動，將導(dǎo)致成像過??程中的非平穩(wěn)采樣，較小的抖動幅度也會使推掃影像產(chǎn)生較為明顯的扭曲，給影??像的內(nèi)精度帶來顯著影響（Ｍａｔｔｓｏｎｅｔａｌ，２０１２）（如圖１－３）。隨著衛(wèi)星影像分辨率??的提高，衛(wèi)星平臺抖動對成像幾何精度的影響不容忽視。根據(jù)攝影測量原理，理??想情況下５００ｋｍ軌道高度，３ｍ分辨率的衛(wèi)星，受０．５＂高頻抖動的影響，將造??成０．４個像元的影響，而如果衛(wèi)星分辨率為０．３ｍ時，則造成高達(dá)４個像元的影??響。目前國內(nèi)主流衛(wèi)星平臺搭載的星敏感器（４Ｈｚ）和陀螺（＜１０Ｈｚ）的測量頻率??不高，無法偵測到大于陀螺測量頻率的高頻抖動，而搭載高頻抖動測量儀器的衛(wèi)??星極少，且均處于初步的試驗(yàn)階段。因此，如何檢測和消除衛(wèi)星平臺抖動，也是??目前高分辨率衛(wèi)星姿態(tài)處理面臨的難點(diǎn)。??／?／??／?／??多目標(biāo)模式多條帶模式??‘／Ｉ?一＇?會一??＼＼?星下點(diǎn)?．ｉ?／??／?／??立體模式?凝視模式??圖１－２高分九號多種成像模式??４??

??Ｔａｋａｎｏｒｉ?Ｉｗａｔａ等通過檢測ＡＬＯＳ上三顆星敏之間的夾角，如圖１－４，發(fā)現(xiàn)同時??存在軌道周期（圖示正弦變化趨勢）和一個長周期的姿態(tài)低頻慢漂（圖示不同顏??色表示不同軌，寬度即表示存在長時間變化的漂移）。??ＳＴＴ１－２?Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?Ａｎｇｌｅ?Ｅｒｒｏｒ??Ｉ?１５??；?：?：?：?：???ＬＬＪ?：?：?：?：?：??〇＞?１０??；?；???；???｜?－ｉ〇?－??ｊ?ｊ????ａ＞?ａ?ｃ??ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???（０?＇ｌ０??０?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００??Ｔｉｍｅ?ｆｒｏｍ?Ｅｃｌｉｐｓｅ?Ｅｘｉｔ?（ｓｅｃ）??圖１－４?ＡＬＯＳ衛(wèi)星星敏１和星敏２多軌夾角變化情況（Ｉｗａｔａ?ｅｔ?ａｌ，２００７）??在星敏指標(biāo)設(shè)計中，星敏低頻漂移也是一個重要指標(biāo)，例如國外主流星敏中，??德國ＪＥＮＡ公司研制的ＡＳＴＲＯ?１０星敏感器在Ｘ／Ｙ方向低頻誤差為７．６＂（星敏??感器焦距相對ＣＣＤ長寬大得多，因此Ｚ軸旋轉(zhuǎn)角度對星點(diǎn)提取精度更敏感），??法國ＳＯＤＥＲＮ公司的ＳＥＤ３６星敏感器在Ｘ／Ｙ方向低頻誤差僅為１＂，具體指標(biāo)??如表?１－３?所示（Ｂｌａｒｒｅ?ｅｔ?ａｌ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]資源三號02星雙頻GPS快速精密定軌[J]. 吳瓊寶,趙春梅,朱廣彬,衛(wèi)志斌.  大地測量與地球動力學(xué). 2018(01)
[2]資源三號02星厘米級定軌精度分析[J]. 吳瓊寶,趙春梅,朱廣彬.  測繪科學(xué). 2018(05)
[3]資源三號02星激光測高儀在軌幾何檢校與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 唐新明,謝俊峰,付興科,莫凡,李少寧,竇顯輝.  測繪學(xué)報. 2017(06)
[4]衛(wèi)星影像定位精度評估探討[J]. 王建榮,王任享,胡莘.  航天返回與遙感. 2017(01)
[5]敏捷光學(xué)衛(wèi)星無控幾何精度提升途徑探討[J]. 李貞,金濤,李婷,楊冬.  航天器工程. 2016(06)
[6]中國高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項建設(shè)進(jìn)展[J]. 童旭東.  遙感學(xué)報. 2016(05)
[7]衛(wèi)星激光測高嚴(yán)密幾何模型構(gòu)建及精度初步驗(yàn)證[J]. 唐新明,李國元,高小明,陳繼溢.  測繪學(xué)報. 2016(10)
[8]線陣推掃光學(xué)衛(wèi)星外方位元素自檢校方法[J]. 蔣永華,徐凱,張過,朱瑞飛.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(08)
[9]一種高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像時變系統(tǒng)誤差建模補(bǔ)償方法[J]. 范城城,王密,趙薇薇,楊博,金淑英,潘俊.  光學(xué)學(xué)報. 2016(12)
[10]衛(wèi)星攝影姿態(tài)測定系統(tǒng)低頻誤差補(bǔ)償[J]. 王任享,王建榮,胡莘.  測繪學(xué)報. 2016(02)

博士論文
[1]光學(xué)遙感衛(wèi)星影像高精度對地定位技術(shù)研究[D]. 劉建輝.解放軍信息工程大學(xué) 2015
[2]缺少控制點(diǎn)的高分辨率衛(wèi)星遙感影像幾何糾正[D]. 張過.武漢大學(xué) 2005

碩士論文
[1]隨機(jī)振動對TDICCD相機(jī)像質(zhì)影響分析[D]. 李勃.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：2993343