CN110006452B - 高分六号宽视场相机相对几何定标方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高分六号宽视场相机相对几何定标方法，进行数据准备，包括输入经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、参考DOM和对应的DEM数据；绝对参考基准的定标，包括以B2波段的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度密集控制点，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标；进行B1,B3,B4,B5和B6波段分别与B2波段间相对定标控制点的自动获取，进行各片相对定标模型的构建，各片相对定标参数的解算；以标定好的B6波段为参考波段，进行B7和B8波段相对定标参数的求解。该方法基于多个参考波段，设计适用于存在较大辐射差异的波段间高精度几何配准方法，能够有效地保证波段间的配准精度，改善影像产品几何质量。

Description

高分六号宽视场相机相对几何定标方法及***

技术领域

本发明属于遥感影像几何处理领域，涉及高分六号宽视场相机相对几何定标方法及***。

背景技术

高分六号(GF6)卫星是我国高分专项规划中的一颗高分辨率宽视场成像光学遥感卫星。星上搭载的宽视场(WFV)相机成像能够实现单相机成像幅宽优于800km，星下点地面分辨率达16m，代表国际同类卫星观测幅宽的最高水平，对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。宽视场相机采用新型超大视场离轴四反射式光学***结构形式，视场角达到65.64°，中心成像和边缘成像的几何特性存在很大的区别。此外，相机共8个波段，每个波段由8片互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器光学拼接而成，8个波段对地推扫成像，不同波段间的图像存在时间延迟。如何保证WFV影像的几何精度以及波段间的配准精度，获取高质量的卫星影像，保证后续遥感应用的准确性，成为急需解决的突出问题。

卫星在轨几何定标是高分辨率光学遥感卫星实现高精度几何定位的关键环节，直接影响卫星影像的几何质量。目前，大多研究者采用基于高精度参考定标场数据的先外定标后内定标的分步式定标方法，利用自动匹配卫星影像和参考定标场影像得到的地面控制点(GCPs)，通过空间后方交会确定内外定标参数，对绝对几何畸变进行精确标定。外部***标定通常通过改正相机安装角进行补偿，内部畸变通过严格物理成像模型或者探元指向角模型进行描述，指向角模型可以避免严格模型过参数化、方程求解病态的问题，但都需要参考影像在卫星垂轨方向上完全覆盖，以对每个探元提供精确的绝对约束。这种定标方法依赖于高精度的定标场数据。相对定标是一种无需高精度定标场的定标方法，选择一个已定标的波段作为其余波段的参考影像，基于物方定位一致性，利用波段影像间的同名像点信息，对波段间的相对几何畸变进行标定与补偿。相对定标实际上是一种基于几何关系的波段间的配准方法。不同于传统的基于影像匹配的配准方法，这种几何配准方法不受限于影像质量。高分六号宽视场相机波段多，波段间的辐射差异大，同名像点难以匹配，选用一个波段作为参考波段的传统相对定标方法已不能适用于宽视场相机。因此，必须针对高分六号宽视场相机的结构及成像特点，构建合适的相对几何定标方法，以保证影像的几何质量。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对高分六号宽视场相机不能应用传统相对定标方法的问题，提供一种有效的相机相对几何定标技术方案。

本发明的技术方案提供一种高分六号宽视场相机相对几何定标方法，高分六号卫星上搭载的宽视场相机拍摄的影像数据有8个波段，分别依次记为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和B8波段，每个波段由8片CMOS拍摄的影像光学拼接而成，其特征在于，相对几何定标过程包括以下步骤：

步骤1，数据准备，包括输入经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、高精度参考DOM和对应的DEM数据；

步骤2，绝对参考基准的定标，包括以第2波段B2的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度密集控制点GCPs，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标；

步骤3，进行B1,B3,B4,B5和B6波段分别与B2波段间相对定标控制点的自动获取；

步骤4，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用辅助数据、共用的外部参数及各片的已知内部参数构建待定标影像的定标模型；

步骤5，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标参数的解算，基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数；

步骤6，进行B7和B8波段的相对定标，包括以标定好的B6波段为参考波段，按照步骤3、4及5的方式进行B7和B8波段相对定标参数的求解。

而且，步骤2所述绝对参考基准的定标方法，实现方式包括如下步骤，

步骤2.1，利用SIFT算法实现B2波段与参考DOM间的高精度自动匹配，获得连接点对的平面坐标和像方坐标，在参考DEM上内插得到连接点的高程，从而得到GCPs的物方和像方坐标，实现控制点的自动量测；

为了保证定标结果的解算精度，在待定标影像中，所量测的控制点在沿轨方向上尽量分布于较窄的区域内，垂轨方向则应均匀覆盖整个CMOS范围；

步骤2.2，利用辅助数据以及实验室定标参数，构建光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，其中内定标采用一维指向角模型，外定标采用一个旋转矩阵对相机与平台间的安装角度的测量误差进行补偿；

步骤2.3，利用分步定标方法解算内外定标参数，

外定标参数X_E用于补偿相机安装角误差，恢复相机坐标系在空间中的指向，为内定标参数的解算确定参考基准，其中pitch、roll、yaw分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角；对于WFV相机，焦平面上的8×8片CMOS均共用同一组外定标参数；

内定标参数X_I用于补偿由于相机内部各种畸变导致的像点误差，确定CMOS各探元在参考基准下的指向角；宽视场相机中各片CMOS均需单独进行内定标；外定标参数与内定标参数共同恢复CMOS各探元在空间中的绝对指向；

内外定标参数解算时，首先以第4片或第5片的定标模型为基础，基于最小二乘平差解算外定标参数，恢复相机坐标系在空间中的姿态；然后在此基础上，构建各片的定标模型，基于最小二乘平差分别解算8片的内定标参数，确定8片CMOS各探元在相机坐标系下的指向。

而且，步骤3实现方式包括如下步骤，

步骤3.1，以B2波段为参考基准，采用SIFT算法将B1波段与B2波段对应片间进行高精度匹配，假设得到K_n个均匀分布的像方连接点，连接点在待配准B1波段上的像点坐标为

在B2参考波段上的像点坐标为/>

步骤3.2，基于绝对内外定标参数代入步骤2.2所得光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，实现构建B2波段各片的成像几何模型，利用参考DEM上的高程信息将B2波段上的像点

正投影到物方，获取对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n；

步骤3.3，待定标影像B1上的连接点坐标

与对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n组成控制点；

步骤3.4，对B3,B4,B5和B6波段，分别执行步骤3.1-3.3。

而且，步骤4进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建时，每片CMOS与参考波段B2的对应CMOS进行相对定标；对每片CMOS均构建相应的定标模型，通过将步骤2得到的外定标参数、各片的实验室内部参数、及相应的辅助数据代入步骤2.2所得光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型得到。

本发明还提供一种高分六号宽视场相机相对几何定标***，用于执行如上所述的高分六号宽视场相机相对几何定标方法。

本发明针对高分六号宽视场相机多谱合一、波段间辐射差异大的成像特点，结合内外定标模型，采用分步定标方案，实现基于两个参考波段的高精度相对几何定标，克服了传统单个参考波段相对定标的局限性。该方法利用波段间的相对几何关系实现波段间配准，利用波段间几何关系的传递性保证多个参考波段的高精度相对定标，具有不完全依赖影像质量的优势，为存在较大辐射差异的波段间配准提供了新思路，能有效、高精度地实现波段间配准，便于后续遥感应用。

附图说明

图1为本发明实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例的相机内定标指向角模型示意图。

图3为本发明实施例的宽视场相机焦平面设计示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

参见图1，实施例提供一种基于多参考波段的在轨分步相对几何定标方法，该方法主要分为绝对参考基准第2波段的定标、以第2波段为参考波段的第1、3…6波段相对定标以及以第6波段为参考波段的第7、8波段相对定标。实施例实现流程包括以下步骤：

步骤1，数据准备，包括输出经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、高精度参考DOM(数字正射影像)和对应的DEM(数字高程模型)数据。

由于WFV影像覆盖宽度过宽，没有可以满足大幅宽需求的定标场，因此其参考数据不是高精度的定标场数据，而是能够满足精度要求的Landsat8(陆地卫星系列第8颗卫星)影像、ZY3(资源三号卫星)生产的DSM(数字表面模型)和ASTER GDEM(先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型)等参考数据。实施例中，选取了两景WFV影像(编号为Cal-1和Cal-2)，Cal-1影像覆盖中国地区，其第2波段(B2)波段用于绝对参考基准的定标，参考DOM为15m分辨率的Landsat8影像，对应的参考DEM为资源三号卫星生产的5m分辨率的DSM影像；Cal-2影像覆盖戈壁和沙漠地区，波段间能够匹配到足够多的点，用于进行相对定标，采用的参考DEM为30m分辨率的ASTER GDEM。

步骤2，绝对参考基准的定标，包括以B2的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度地面控制点GCPs，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标。

本发明进一步提出：

步骤2中GCPs是通过高精度SIFT匹配得到的密集控制点，B2波段影像与DOM影像匹配得到连接点对，获得连接点对的平面坐标和像方坐标，在参考DEM上内插得到连接点的高程，从而得到GCPs的物方和像方坐标。匹配的GCPs应在卫星垂轨方向上完全覆盖，以对CMOS上的每个探元进行精确的绝对约束；在沿轨方向上应分布在较窄的一段区域内，避免外方位元素模型拟合误差的随机抖动给定标结果带来不必要的畸变误差，同时保证匹配点的均匀分布。

步骤2中利用姿轨、成像时间等辅助数据以及各片的实验室定标参数构建B2波段各片的几何定标模型，其中内定标采用一维指向角模型，外定标采用一个旋转矩阵对相机与平台间的安装角度的测量误差进行补偿，由于内外误差的强相关性，外定标确定的相机安装矩阵实际上也包含了部分内部畸变误差，并没有真实地反映相机的安装关系，仅是为内定标提供了广义的参考坐标系。对于多线阵的相机，各个线阵的外定标参数是共用的。

步骤2中标定外部参数时，应选用畸变最小的中间片作为主片，以避免共用的外部参数引入额外的内部畸变量，也就是用B2波段的第4或第5片CMOS影像解算外部参数，之后在解算的外部参数基础上，分别解算8片不同畸变特性的CMOS的内部参数。采用最小二乘迭代计算内外参数，将实验室定标参数作为初值，在解算外部参数时，将内部参数的实验室值作为“真实值”，迭代计算得到外部参数，之后将计算得到的外部参数的真值代入定标模型中，迭代计算内部参数的真值。

实施例中，以Cal-1影像的B2波段为定标对象，构建探元指向角模型作为几何定标模型，利用自动量测DOM和B2波段得到的高精度GCPs，解算外定标参数和各片的内定标参数。

实施例中步骤2包含以下步骤：

2.1利用SIFT(尺度不变特征变换)算法实现B2波段与参考DOM间的高精度自动匹配，获得连接点对的平面坐标和像方坐标，在参考DEM上内插得到连接点的高程，从而得到GCPs的物方和像方坐标，实现控制点的自动量测。为了保证定标结果的解算精度，在待定标影像中，所量测的控制点在沿轨方向上尽量分布于较窄的区域内，垂轨方向则应均匀覆盖整个CMOS范围，呈现长条分布状态。SIFT算法为现有技术，本发明不予赘述。

2.2利用姿轨、成像时间等辅助数据以及实验室定标参数，构建基于探元指向角的几何定标模型如式(1)：

其中，

式中，B＝B1,B2,...,B8：表示波段序号，n＝1,2,...,8：表示CMOS的片号，(X_g,Y_g,Z_g)与(X_gps,Y_gps,Z_gps)分别表示像点对应的物方点及GPS(全球定位***)天线相位中心在WGS84坐标系下的坐标，其中，后者由卫星上搭载的GPS获取。

分别代表WGS84坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵、J2000坐标系到卫星本体坐标系的旋转矩阵、卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵；(B_X,B_Y,B_Z)_bo_dy代表从传感器投影中心到GPS天线相位中心的偏心矢量在卫星本体坐标系下的坐标；其中，/>

由星敏、陀螺通过组合定姿得到，(B_X,B_Y,B_Z)_bo_dy则在卫星发射前由实验室检校；(t)表示当前参数是一个随时间变化的量，如(X_gps(t),Y_gps(t),Z_gps(t))；λ为比例系数；(ψ_x(s),ψ_y(s))代表探元s在相机坐标系下的指向角，s代表探元号，ax_i，ay_i(i＝0,1,2,3)为多项式系数(内定标参数)，如图2所示：相机坐标系X₁Y₁Z₁的原点记为O₁，探元V_Image的指向角为(ψ_x,ψ_y)。

2.3利用分步定标方法解算内外定标参数。外定标参数

分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角)用于补偿相机安装角误差，恢复相机坐标系在空间中的指向，为内定标参数的解算确定参考基准。对于WFV相机，共8个波段，每个波段由8片CMOS光学拼接而成，如图3，其焦平面上的8×8片CMOS均共用同一组外定标参数，8片CMOS分别记为CMOS1、CMOS2、CMOS3、CMOS4、CMOS5、CMOS6、CMOS7、CMOS8。内定标参数X_I＝(ax₀,ax₁,ax₂,ax₃,ay₀,ay₁,ay₂,ay₃)则用于补偿由于相机内部各种畸变导致的像点误差，确定CMOS各探元在相机坐标系(参考基准)下的指向角。由于WFV相机的宽视场成像特性，镜头畸变对各片CMOS造成的影响程度不同，因此各片CMOS均需单独进行内定标。外定标参数与内定标参数共同恢复CMOS各探元在空间中的绝对指向。

B2波段各片受镜头影响的内部畸变不同，再加上内外定标参数具有强相关性，应尽可能选用受镜头畸变影响较小的中间片(实施例中用的第4片，实际上第4或第5片都可以)进行外部参数的解算，以避免外部参数引入额外的内部畸变误差。

内外定标参数解算的原理为：首先以第4片的定标模型为基础，基于最小二乘平差解算外定标参数，恢复相机坐标系在空间中的姿态；然后在此基础上，构建各片的定标模型，基于最小二乘平差分别解算8片的内定标参数，确定8片CMOS各探元在相机坐标系下的指向角。

实施例的解算公式及步骤如下：

1)假设在待定标的B2波段第4片CMOS影像上自动量测了K个均匀分布的高精度地面控制点作为定向点，控制点的WGS84地心直角坐标为(X_i,Y_i,Z_i)，像点坐标为(s_i,l_i)，这里，定向点标号i＝1,2,3,...,K。

2)令式(1)中：

式(1)转化为式(2)：

上式中，矢量

为物方矢量U，代表从相机投影中心到物方点的矢量在本体坐标系下的坐标；a₁,b₁,c₁a₂,b₂,c₂a₃,b₃,c₃分别代表相机安装矩阵的9个元素；F(X_E,X_I)、G(X_E,X_I)分别为沿轨指向角残差与垂轨指向角残差。

3)对外定标参数X_E和内定标参数X_I赋初值

这里均为实验室定标值。

4)将当前内定标参数X_I视为“真值”，将外定标参数X_E视为待求的未知参数。将它们的当前值

代入公式(2)，对每个定向点，对式(2)进行线性化处理，建立误差方程式(3)(其中，i＝1,2,3,...,K)：

V_i＝A_iX-L_i，权为P_i (3)

其中

式中，L_i是利用内外定标参数当前值

代入公式(2)计算得到的误差向量；A_i是误差方程式的系数矩阵；X代表外定标参数改正数dX_E＝(dpitch,droll,dyaw)，d代表改正数符号；P_i是观测值的权；F_i和G_i分别为沿轨指向角残差/>

垂轨指向角残差

的函数模型，微分后得到相应误差方程V_i。

计算法方程系数矩阵：

上式中，矩阵

矩阵/>

矩阵/>

利用最小二乘平差计算X，如下式：

X＝(A^TPA)^-1(A^TPL) (5)

更新外定标参数X_E的当前值，然后返回执行步骤4)迭代计算。当外定标参数改正数均小于阈值10^-12时，迭代停止。

5)将外定标参数的当前值视为“真值”，内定标参数视为待求的未知参数，将内外定标参数的当前值

代入公式(2)，此时X_E为步骤4)所得外定标参数的当前值。对每个定向点构建误差方程式：

V_i＝B_iY-L_i权为P_i (7)

其中

式中，L_i是利用内外定标参数当前值

代入公式(2)计算得到的误差向量；B_i是误差方程式的系数矩阵；Y代表外定标参数改正数dX_I；d代表改正数符号；P_i是观测值的权；F_i和G_i分别为沿轨指向角残差F(X_E,X_I)、垂轨指向角残差G(X_E,X_I)的函数模型，微分后得到相应误差方程。

计算法方程系数矩阵：

上式中，

利用最小二乘平差计算Y，如下式：

Y＝(B^TPB)^-1(B^T PL) (9)

更新内定标参数X_I的当前值，然后返回执行步骤5)迭代计算。当内定标参数改正数均小于阈值10^-12时，迭代停止。

6)按照公式(1)分别构建其余各片的定标模型，并按照步骤5)解算对应的内定标参数。

7)根据步骤4)、步骤5)和步骤6)所得外定标参数和各片的内定标参数，更新相机参数文件。

步骤3，第1，3，…，6波段(B1，B3，…，B6)与B2波段间相对定标控制点的获取。

本发明进一步提出，

步骤3中波段间的连接点也采用SIFT算法实现高精度的自动匹配，得到像方空间的连接点，连接点的分布同步骤2中GCPs的分布，在垂轨方向上完全覆盖，沿轨方向上分布在较短的一段区域。

步骤3中需要借助由参考波段已标定的内外定标参数、辅助数据构建的几何成像模型，利用参考DEM上的高程信息将参考波段上的像点正投影到物方，获取对应的物方坐标，与待定标影像上的像方坐标组成相对定标的控制点。

实施例中，步骤3包括以下步骤：

3.1以相对定标景Cal-2影像的B2波段为参考基准，采用SIFT算法将B1波段与B2波段对应片间进行高精度匹配，假设得到K_n(其中n＝1,2,...,8，表示片号)个均匀分布的像方连接点，在垂轨方向上完全覆盖，沿轨方向上分布在较短的区域内，连接点在待配准B1波段上的像点坐标为

在B2参考波段上的像点坐标为/>

这里i＝1,2,3,...,K_n。

3.2基于绝对内外定标参数代入公式(1)所构建B2波段各片的成像几何模型，利用参考DEM上的高程信息将B2波段上的像点

正投影到物方，获取对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n。

3.3待定标影像B1上的连接点坐标

与对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n组成控制点。

3.4对B3,B4,B5和B6波段，类似对B1波段执行的以上处理，分别执行步骤3.1-3.3。

步骤4，B1，B3，…，B6波段各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用姿轨、成像时间等辅助数据、共用的外部参数及各片的已知内部参数(可采用实验室内部参数)构建待定标影像的定标模型。

由于各片几何特性不同，每片CMOS与参考波段的对应CMOS进行相对定标，对每片CMOS均应构建相应的定标模型。同一个相机的外定标参数是共用的，相对定标只需解算内部参数。因此构建的定标模型中外部参数是步骤2中得到的，内部参数是实验室值。

实施例中，对每片CMOS均构建相应的定标模型，将步骤2得到的外定标参数、各片的实验室内部参数、及相应的辅助数据代入公式(1)即可。

步骤5，B1，B3，…，B6波段各片相对定标参数的解算，包括基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数。最小二乘平差为现有技术，本发明不予赘述。

步骤5中待定标影像定标参数的解算与步骤2中内定标参数的解算过程相同。

实施例中，利用步骤3得到的连接控制点，按照步骤2中内定标参数的解算过程解算相对定标参数。

步骤6，B7和B8波段的相对定标。以标定好的B6波段为参考波段，按照步骤3、4及5中所述流程进行B7,B8波段相对定标参数的求解。

由于波段间辐射差异较大，导致B7,B8与B2波段匹配的点较少，影响解算的精度，因此B7,B8波段以B6波段为参考波段实现定标。

实施例中，步骤6定标流程与B1，B3，…，B6的相对定标流程相同，在完成上述步骤后，再按照步骤3、步骤4及步骤5的流程进行B7,B8波段与B6波段的相对定标。

即

进行B7,B8波段分别与B6波段间相对定标控制点的自动获取；

进行B7,B8波段中各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用辅助数据、共用的外部参数及各片的已知内部参数构建待定标影像的定标模型；

进行B7,B8波段中各片相对定标参数的解算，基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数。

具体实现参见前述步骤即可，本发明不予赘述。

具体实施时，以上流程可采用计算机软件方式实现自动运行，运行本方法的硬件***也应当在保护范围内。

也可以采用模块化方式提供相应装置。例如一种高分六号宽视场相机相对几何定标装置，包括以下模块：

第一模块，用于数据准备，包括输入经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、高精度参考DOM和对应的DEM数据；

第二模块，用于绝对参考基准的定标，包括以第2波段B2的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度密集控制点GCPs，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标；

第三模块，用于进行B1,B3,B4,B5和B6波段分别与B2波段间相对定标控制点的自动获取；

第四模块，用于进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用辅助数据、共用的外部参数及各片的已知内部参数构建待定标影像的定标模型；

第五模块，用于进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标参数的解算，基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数；

第六模块，用于进行B7和B8波段的相对定标，包括以标定好的B6波段为参考波段，按照第三模块、第四模块及第五模块方式进行B7和B8波段相对定标参数的求解。

各模块实现参见相应步骤说明，本发明不予赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种高分六号宽视场相机相对几何定标方法，高分六号卫星上搭载的宽视场相机拍摄的影像数据有8个波段，分别依次记为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和B8波段，每个波段由8片CMOS拍摄的影像光学拼接而成，其特征在于，相对几何定标过程包括以下步骤：

步骤1，数据准备，包括输入经过辐射校正的原始分片分波段的WFV影像数据、高精度参考DOM和对应的DEM数据；

步骤2，绝对参考基准的定标，包括以第2波段B2的8片CMOS为定标对象，利用自动量测DOM和B2波段影像得到的高精度密集控制点GCPs，基于探元指向角模型实现内外参数的分步绝对几何定标；

步骤3，进行B1,B3,B4,B5和B6波段分别与B2波段间相对定标控制点的自动获取；

步骤4，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建，包括基于探元指向角模型，利用姿轨、成像时间辅助数据、步骤2解算所得共用的外定标参数及各片的已知内部参数构建待定标影像的定标模型；

步骤5，进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标参数的解算，基于最小二乘平差分别解算各片的内定标参数；

步骤6，进行B7和B8波段的相对定标，包括以标定好的B6波段为参考波段，按照步骤3、4及5的方式进行B7和B8波段相对定标参数的求解。

2.如权利要求1所述高分六号宽视场相机相对几何定标方法，其特征在于：步骤2所述绝对参考基准的定标方法，实现方式包括如下步骤，

步骤2.1，利用SIFT算法实现B2波段与参考DOM间的高精度自动匹配，获得连接点对的平面坐标和像方坐标，在参考DEM上内插得到连接点的高程，从而得到GCPs的物方和像方坐标，实现控制点的自动量测；

为了保证定标结果的解算精度，在待定标影像中，所量测的控制点在沿轨方向上尽量分布于较窄的区域内，垂轨方向则应均匀覆盖整个CMOS范围；

步骤2.2，利用辅助数据以及实验室定标参数，构建光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，其中内定标采用一维指向角模型，外定标采用一个旋转矩阵对相机与平台间的安装角度的测量误差进行补偿；

步骤2.3，利用分步定标方法解算内外定标参数，

外定标参数X_E用于补偿相机安装角误差，恢复相机坐标系在空间中的指向，为内定标参数的解算确定参考基准，其中pitch、roll、yaw分别为俯仰、翻滚以及偏航方向夹角；对于宽视场相机，焦平面上的8×8片CMOS均共用同一组外定标参数；

内定标参数X_I用于补偿由于相机内部各种畸变导致的像点误差，确定CMOS各探元在参考基准下的指向角；宽视场相机中各片CMOS均需单独进行内定标；外定标参数与内定标参数共同恢复CMOS各探元在空间中的绝对指向；

内外定标参数解算时，首先以第4片或第5片的定标模型为基础，基于最小二乘平差解算外定标参数，恢复相机坐标系在空间中的姿态；然后在此基础上，构建各片的定标模型，基于最小二乘平差分别解算8片的内定标参数，确定8片CMOS各探元在相机坐标系下的指向。

3.如权利要求2所述高分六号宽视场相机相对几何定标方法，其特征在于：步骤3实现方式包括如下步骤，

步骤3.1，以B2波段为参考基准，采用SIFT算法将B1波段与B2波段对应片间进行高精度匹配，假设得到K_n个均匀分布的像方连接点，连接点在待配准B1波段上的像点坐标为

在B2参考波段上的像点坐标为/>

i＝1,2,3,...,K_n，n＝1,2,...,8；

步骤3.2，基于绝对内外定标参数代入步骤2.2所得光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型，实现构建B2波段各片的成像几何模型，利用参考DEM上的高程信息将B2波段上的像点

正投影到物方，获取对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n；

步骤3.3，待定标影像B1上的连接点坐标

与对应的物方坐标(B_i,L_i,H_i)_n组成控制点；

步骤3.4，对B3,B4,B5和B6波段，分别执行步骤3.1-3.3。

4.如权利要求3所述高分六号宽视场相机相对几何定标方法，其特征在于：步骤4进行B1,B3,B4,B5和B6波段中各片相对定标模型的构建时，每片CMOS与参考波段B2的对应CMOS进行相对定标；对每片CMOS均构建相应的定标模型，通过将步骤2得到的外定标参数、各片的实验室内部参数、及相应的辅助数据代入步骤2.2所得光学线阵推扫式卫星基于探元指向角的几何定标模型得到。

5.一种高分六号宽视场相机相对几何定标***，其特征在于：用于执行如权利要求1-4任一项所述的高分六号宽视场相机相对几何定标方法。

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