通過分析ICESat-1和ICESat-2測高載荷地面腳點(diǎn)坐標(biāo)解算方法,對(duì)比分析多波束、單光子體制對(duì)地激光三維測繪載荷與傳統(tǒng)的單波束、全波形體制激光測高載荷在坐標(biāo)解算方法上的異同,機(jī)載與星載激光雷達(dá)坐標(biāo)解算的異同,建立機(jī)載激光雷達(dá)坐標(biāo)解算方法與流程,利用自主研制的機(jī)載激光雷達(dá)進(jìn)行飛行試驗(yàn)與驗(yàn)證,對(duì)后期機(jī)載、星載激光測高雷達(dá)激光腳點(diǎn)解算具有借鑒意義。 

【文章來源】：遙測遙控. 2020,41(03)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

星載激光雷達(dá)地面腳點(diǎn)解算流程Fig.1Spacebornelaseraltimeterfootprintcoordinatecalculationprocess中

2020年5月遙測遙控·13·圖2ICESat-1/GLAS地面坐標(biāo)解算流程Fig.2FootprintcoordinatecalculationprocessofICESat-1/GLAS由于GLAS發(fā)射波形可近似為高斯脈沖，激光經(jīng)地表反射后的回波波形可視作一個(gè)或多個(gè)高斯脈沖的疊加，采用波形分解的方法對(duì)回波波形進(jìn)行擬合，從而求得激光單向傳輸?shù)木嚯x。1.2ICESat-2/ATLAS已于2018年9月15日發(fā)射的ICESat-2衛(wèi)星是ICESat-1衛(wèi)星的延續(xù)，搭載了更先進(jìn)的地形激光測高系統(tǒng)載荷ATLAS。ATLAS為非掃描推帚式、高重頻、微脈沖、光子計(jì)數(shù)式的多光束激光測高載荷，軌道高度500km，軌道傾角92°，重訪周期91天。ATLAS激光脈沖頻率達(dá)10kHz，激光腳點(diǎn)沿軌方向間距0.7m，地面足印直徑為17m；采用6波束探測，其中3波束能量較強(qiáng)，3波束能量較弱，能量比為4:1；每組強(qiáng)激光腳點(diǎn)之間的垂軌距離3.3km，沿軌距離2.5km，強(qiáng)-弱激光腳點(diǎn)之間的垂軌距離為90m，如圖3所示[10,11]。相較GLAS載荷，ATLAS載荷可提供空間分辨率和平面定位精度更高的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。ATLAS的激光腳點(diǎn)解算方法總體上與GLAS相似，采用ATL02數(shù)據(jù)、ANC03慣性坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣、ANC04衛(wèi)星精密定軌（POD）數(shù)據(jù)、ANC05激光指向和精密定姿（PAD）數(shù)據(jù)聯(lián)合解算，得到激光地面點(diǎn)在ECF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，其實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示。圖4ICESat-2/ATLAS地面坐標(biāo)解算流程Fig.4FootprintcoordinatecalculationprocessofICESat-2/ATLAS圖3ICESat-2激光地面足印示意圖Fig.3LaserfootprintsofICESat-2

2020年5月遙測遙控·13·圖2ICESat-1/GLAS地面坐標(biāo)解算流程Fig.2FootprintcoordinatecalculationprocessofICESat-1/GLAS由于GLAS發(fā)射波形可近似為高斯脈沖，激光經(jīng)地表反射后的回波波形可視作一個(gè)或多個(gè)高斯脈沖的疊加，采用波形分解的方法對(duì)回波波形進(jìn)行擬合，從而求得激光單向傳輸?shù)木嚯x。1.2ICESat-2/ATLAS已于2018年9月15日發(fā)射的ICESat-2衛(wèi)星是ICESat-1衛(wèi)星的延續(xù)，搭載了更先進(jìn)的地形激光測高系統(tǒng)載荷ATLAS。ATLAS為非掃描推帚式、高重頻、微脈沖、光子計(jì)數(shù)式的多光束激光測高載荷，軌道高度500km，軌道傾角92°，重訪周期91天。ATLAS激光脈沖頻率達(dá)10kHz，激光腳點(diǎn)沿軌方向間距0.7m，地面足印直徑為17m；采用6波束探測，其中3波束能量較強(qiáng)，3波束能量較弱，能量比為4:1；每組強(qiáng)激光腳點(diǎn)之間的垂軌距離3.3km，沿軌距離2.5km，強(qiáng)-弱激光腳點(diǎn)之間的垂軌距離為90m，如圖3所示[10,11]。相較GLAS載荷，ATLAS載荷可提供空間分辨率和平面定位精度更高的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。ATLAS的激光腳點(diǎn)解算方法總體上與GLAS相似，采用ATL02數(shù)據(jù)、ANC03慣性坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣、ANC04衛(wèi)星精密定軌（POD）數(shù)據(jù)、ANC05激光指向和精密定姿（PAD）數(shù)據(jù)聯(lián)合解算，得到激光地面點(diǎn)在ECF坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，其實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示。圖4ICESat-2/ATLAS地面坐標(biāo)解算流程Fig.4FootprintcoordinatecalculationprocessofICESat-2/ATLAS圖3ICESat-2激光地面足印示意圖Fig.3LaserfootprintsofICESat-2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)載大光斑植被激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 唐重軍,劉宇哲,潘超,趙一鳴,李涼海.  遙測遙控. 2018(05)
[2]機(jī)載林業(yè)探測大光斑激光雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 吳發(fā)云,高顯連,潘超,孫忠秋,王麗東,劉迎春.  林業(yè)資源管理. 2018(04)
[3]資源三號(hào)02星激光測高精度分析與驗(yàn)證[J]. 李國元,唐新明.  測繪學(xué)報(bào). 2017(12)
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[6]陣列推掃式機(jī)載激光雷達(dá)三維點(diǎn)云解算方法研究[J]. 黎荊梅,周梅,李傳榮.  遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2013(06)

博士論文
[1]星載激光對(duì)地測高系統(tǒng)在軌幾何定標(biāo)研究[D]. 李少寧.武漢大學(xué) 2017
[2]對(duì)地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)處理方法與工程實(shí)踐[D]. 李國元.武漢大學(xué) 2017
[3]星載激光測高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和誤差分析[D]. 馬躍.武漢大學(xué) 2013
[4]物探飛行模式下的機(jī)載LiDAR數(shù)據(jù)與影像配準(zhǔn)研究[D]. 張靖.武漢大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3068191