第1章 绪论 1
1.1 光学卫星高精度几何处理的背景和意义 1
1.2 光学卫星高精度几何处理的关键技术 2
1.2.1 成像几何模型 2
1.2.2 精密定轨技术 3
1.2.3 精密定姿技术 3
1.2.4 几何检校技术 4
1.3 光学卫星高精度几何处理的研究现状 5
1.3.1 成像几何模型研究现状 5
1.3.2 精密定轨技术研究现状 6
1.3.3 精密定姿技术研究现状 7
1.3.4 几何检校技术研究现状 8
1.4 资源三号卫星几何处理综述 9
1.5 本书的主要内容和安排 10
第2章 时间系统和坐标系统 11
2.1 时间系统 11
2.1.1 世界时 11
2.1.2 原子时 12
2.1.3 力学时 13
2.1.4 协调世界时 13
2.1.5 GPS时间系统 14
2.1.6 历元表示 14
2.1.7 时间系统之间的转换关系 15
2.2 坐标系统 16
2.2.1 影像坐标系 16
2.2.2 相机坐标系 17
2.2.3 本体坐标系 17
2.2.4 空间固定惯性参考系 18
2.2.5 轨道坐标系 18
2.2.6 地球固定地面参考系 19
2.2.7 星敏本体坐标系 20
2.2.8 陀螺组合件坐标系 20
2.3 坐标转换 20
2.3.1 影像坐标系与相机坐标系间的转换 20
2.3.2 相机坐标系与本体坐标系间的转换 20
2.3.3 本体坐标系与轨道坐标系间的转换 21
2.3.4 轨道坐标系与空间固定惯性参考系间的转换 22
2.3.5 空间固定惯性参考系与地球固定参考系间的转换 23
第3章 光学卫星成像几何模型 24
3.1 光学卫星成像方式 24
3.1.1 摄影型传感器成像 25
3.1.2 扫描型传感器成像 26
3.2 光学卫星严密成像几何模型 26
3.2.1 严密成像几何模型概述 26
3.2.2 观测数据 27
3.2.3 轨道、姿态与视角内插 30
3.2.4 严密成像几何模型构建 31
3.2.5 严密成像几何模型的正反计算 33
3.3 光学卫星RPC模型 37
3.3.1 RPC模型概述 38
3.3.2 RPC模型的形式 40
3.3.3 最小二乘法求解RPC模型 42
3.3.4 无偏估计法求解RPC模型 45
3.3.5 RPC模型的正反计算 46
3.3.6 RPC模型精化 47
3.3.7 RPC模型小结 49
3.4 资源三号卫星成像模型构建与分析 50
3.4.1 资源三号卫星严密成像几何模型 50
3.4.2 资源三号卫星的RPC模型 56
第4章 卫星精密定轨方法 62
4.1 卫星定轨方法概述 62
4.2 星载GPS定轨原理 64
4.2.1 卫星观测模型 64
4.2.2 卫星摄动力模型 69
4.2.3 参数估计方法 76
4.2.4 轨道精度评估 79
4.3 SLR联测 84
4.3.1 卫星激光测距概述 84
4.3.2 SLR国际联测流程 88
4.3.3 卫星预报方法 89
4.3.4 资源三号卫星联测情况 94
4.4 资源三号卫星定轨结果 96
4.4.1 资源三号卫星定轨 96
4.4.2 星载GPS数据评估 97
4.4.3 事后精密定轨结果与精度验证 100
4.4.4 星上实时定轨精度评估 103
第5章 精密定姿技术 105
5.1 姿态的表达形式 105
5.2 星敏定姿 108
5.2.1 概述 108
5.2.2 星敏定姿 110
5.3 陀螺定姿 119
5.3.1 概述 119
5.3.2 陀螺定姿 121
5.4 星敏/陀螺联合定姿 122
5.4.1 概述 122
5.4.2 卫星姿态运动学方程 123
5.4.3 星敏/陀螺联合滤波 123
5.4.4 仿真试验分析 127
5.5 资源三号卫星实测数据处理与分析 133
5.5.1 基于星图的星敏定姿结果 133
5.5.2 联合滤波处理 140
第6章 几何检校场系统 147
6.1 国内外几何检校场建设情况 147
6.1.1 国内检校场现状 147
6.1.2 国外检校场现状 147
6.2 几何检校场建设方案 154
6.2.1 资源三号检校场功能 154
6.2.2 资源三号检校场的指标要求 155
6.2.3 资源三号几何检校场设计基本条件 155
6.3 检校场地选址分析 159
6.3.1 全国气象和地形条件选址分析 159
6.3.2 重点区域优化选址分析 163
6.3.3 资源三号卫星数字几何检校场概况 175
6.4 专业测绘标志设计 175
6.4.1 国内外遥感处理人工标志概况 175
6.4.2 移动式检校作业方案设计 178
6.4.3 专业测绘标志研制方案 181
6.4.4 资源三号专业测绘标志建设情况 184
第7章 光学卫星几何检校技术 186
7.1 用于检校的严密几何成像模型 186
7.2 几何检校控制点提取 187
7.2.1 高精度配准 187
7.2.2 专业测绘标志提取 191
7.3 几何检校方法 195
7.3.1 外方位元素检校 195
7.3.2 内方位元素检校 197
7.3.3 多区域内外方位元素联合检校 205
7.4 资源三号卫星前/正/后视相机检校实验 206
7.4.1 数据说明 206
7.4.2 处理流程 208
7.4.3 在轨外方位元素检校 208
7.4.4 在轨内方位元素检校 214
7.5 资源三号卫星多光谱相机检校实验 218
7.6 精度分析及总结 223
参考文献 226
致谢 233