【摘要】：目前,世界主要軍事強(qiáng)國都在致力于戰(zhàn)略預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè),而天基預(yù)警系統(tǒng)是戰(zhàn)略預(yù)警體系的重要組成部分。天基光學(xué)圖像的幾何校正技術(shù)是天基預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),圖像的校正精度直接影響后續(xù)幾何定位、目標(biāo)檢測和目標(biāo)跟蹤等環(huán)節(jié)的效果�？刂泣c(Control Points,CPs)的選取是圖像幾何校正處理中關(guān)鍵的一步,如何利用控制點對天基光學(xué)圖像進(jìn)行更加精確的校正是本文關(guān)注的問題。在遙感圖像幾何校正領(lǐng)域,大部分應(yīng)用場景都采用地面控制點(Ground Control Points,GCPs)來進(jìn)行幾何校正。由于受光照的變化,季節(jié)改變,云層遮擋等因素的影響,GCPs有時無法觀測到�？紤]到恒星在空間中的位置和輻射性能穩(wěn)定,本文采用恒星作為控制點進(jìn)行天基光學(xué)圖像的幾何校正。恒星控制點(Star Control Points,SCPs)優(yōu)選技術(shù)是指在恒星點數(shù)目充足的情況下,對控制點進(jìn)行篩選的過程。既要求篩選出的控制點提取精度較高,又要保證控制點均勻分布�？刂泣c優(yōu)選的目的是為了提高幾何校正的精度和準(zhǔn)確度,因此可以用幾何校正的精度來評價優(yōu)選結(jié)果好壞。本文的研究重心是在天基光學(xué)圖像幾何校正領(lǐng)域,針對恒星作為控制點的情況,對恒星控制點優(yōu)化和篩選的技術(shù)。(1)介紹了和圖像幾何校正緊密相關(guān)的基本方法和原理。這些理論有幾何校正原理、天基傳感器成像模型、衛(wèi)星基本坐標(biāo)系定義以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系、影響幾何校正精度的主要因素等內(nèi)容。(2)針對視場內(nèi)可見恒星數(shù)量較少的情況,提出了基于交叉驗證(Cross Validation,CV)的恒星控制點優(yōu)選技術(shù)。首先,分析了衛(wèi)星在高軌軌道下對恒星的觀測能力,并進(jìn)行了實驗仿真,實驗結(jié)果表明可見的恒星點數(shù)能夠滿足幾何校正的基本需求。然后,分析了恒星控制點數(shù)量和空間分布對幾何校正精度的影響,得到了關(guān)于控制點選取的有益結(jié)論。最后,討論了基于交叉驗證原理的恒星控制點優(yōu)選算法,明確了恒星控制點優(yōu)選的流程,并進(jìn)行了仿真實驗,實驗結(jié)果表明該算法在幾何校正精度提高方面有較好的表現(xiàn)。(3)針對視場內(nèi)可見恒星數(shù)量較多的情況,提出了基于隨機(jī)抽樣一致性(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)算法的恒星控制點優(yōu)選技術(shù)。首先,討論了RANSAC原理,并作了基于RANSAC算法擬合直線模型和橢圓模型的實驗。然后,分析了CV算法和RANSAC算法的時間復(fù)雜度。最后,在充分研究RANSAC算法原理的基礎(chǔ)上,給出了RANSAC算法在恒星控制點優(yōu)選技術(shù)上的應(yīng)用過程。
【圖文】：

SBIRS的組成

國防科技大學(xué)研究生院工學(xué)碩士學(xué)位論文，SBIRS—High 部分由地球同步軌道(SBIR圓軌道(SBIRS—HEO，運行周期為 12 小時 顆定點于赤道上空的地球靜止軌道衛(wèi)星，4BIRS—GEO 對南極、北極以及高緯度地區(qū)的HEO 衛(wèi)星部分，主要用來監(jiān)視北半球高緯度軌道衛(wèi)星，軌道的近地點在南極附近，遠(yuǎn)地載有掃描型傳感器如圖 1.2 所示，此外通�？梢姽鈧鞲衅�。衛(wèi)星監(jiān)視空間目標(biāo)一般可以器實時掃描，利用火箭的尾焰來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，。SBIRS—HEO 衛(wèi)星由于采用莫尼亞軌道(M緯度地區(qū)時，運行速度非常慢，，近似為“準(zhǔn)區(qū)較長時間的監(jiān)測覆蓋能力[9]。
【學(xué)位授予單位】：國防科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;O43;E92

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本文編號：2643298