低軌衛星影像仿真方法技術

本發明專利技術提供了一種低軌衛星影像仿真方法，主要包括以下步驟：步驟1，對影像數據執行重采樣算法；步驟2，執行影像像素坐標到該點WGS84坐標之間的變換；步驟3，執行影像像素在DEM和DOM上的定位，通過迭代獲得每個影像像素在DOM的準確位置。本發明專利技術是一種全新的低軌衛星影像仿真方法，通過對低軌衛星軌道、姿態、內方位元素進行分析，分析其標稱狀態下的因素，然后通過對這些因素進行建模，在計算機上對低軌衛星的姿態過程進行仿真。本發明專利技術填補了這方面的技術空白，為低軌衛星的預研工作提供了分析的依據。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于攝影測量與計算機仿真領域，特別涉及低軌衛星的影像仿真方法。
技術介紹
在40-50年代，由于計算機技術的限制，對衛星影像的仿真只有依靠物理仿真，在美國亞利桑那大學光學中心建立了世界上第一個航空航天遙感物理仿真系統。在地面實驗室里利用人造光源提供各種輻亮度和各個光譜譜段的照明條件，布置了不同背景下的各種大小尺寸靶標和軍用目標模型(包括飛機、坦克、火炮等)，可以模擬衛星在軌飛行情況下的環境條件以及目標的運動等，采用可控制位置和運動模式的相機對目標按照預定的程序進行照相，以驗證衛星的設計參數和成像質量。在60年代，美國發射了多顆地球環境探測衛星，獲得了大量地表、大氣和地球環境的數據，這些數據為仿真實驗室提供了接近真實的模型。從60年代到90年代，美國多次發射地球地理環境探測、校驗和測繪衛星，用于監視和補充數據資料，修正數學模型。80年代末期，ES公司首先在美國GE公司13個部門中的八個部門中應用了該公司的集成設計平臺iSIGHT。1995年，美國NASA資助的LaRC (Landley Research Center)公布了 PATCOD集成設計平臺。美國NASA所屬JPL實驗室的飛行系統測試平臺(Flight SystemTested,FST)、Langley研究中心的 SPASIM(Spacecraft Simulation)、俄羅斯能源科學生產聯合體(NPO Energiya)的綜合仿真測試平臺(KMC)以及德國VEGA信息技術公司開發的仿真衛星(Simulating Spacecraft)等是九十年代衛星仿真技術發展的綜合反映。這些軟件用于航天衛星(重點是對衛星平臺等大系統)的設計和仿真。目前國外計算機仿真技術發展很快，可以比較逼真地仿真出成像鏈路的特性，取得了一定成果，但是還是不能代替物理仿真。因此繼續發展全鏈路仿真算法和系統來指導衛星的預研工作、從而減少物理仿真的成本是很有必要的，其中全鏈路仿真系統中比較重要的影像仿真部分。衛星嚴密幾何成像模型如下所示 權利要求1.一種，其特征在于，包括以下步驟 步驟I，對影像數據執行重采樣算法； 步驟2，執行影像像素坐標到該點WGS84坐標之間的變換； 步驟3，執行影像像素在DEM和DOM上的定位，通過迭代獲得每個影像像素在DOM的準確位置。2.根據權利要求I所述的，其特征在于，步驟I中所述重采樣算法為最鄰近像元法，雙線性插值法，雙三次插值法，sine函數法，Knab Sff函數法，RC函數法 中的任意一種。3.根據權利要求I所述的，其特征在于，步驟2的所述變換是建立影像上I行上P像素在WGS84坐標系下(X，Y，Z)τ之間的坐標轉換關系。4.根據權利要求3所述的，其特征在于，所述步驟2具體包括以下步驟 步驟2-1，I行成像時刻計算； 步驟2-2，I行成像時刻軌道內插； 步驟2-3，I行成像時刻衛星本體坐標系原點計算； 步驟2-4, I行成像時刻姿態內插； 步驟2-5，I行上P像素在相機坐標系的指向計算； 步驟2-6，I行上P像素在本體坐標系的指向計算； 步驟2-7，I行上P像素在地面坐標系的指向計算； 步驟2-8，I行上P像素在地球模型上定位。5.根據權利要求4所述的，其特征在于，步驟3所述的定位是確定所述I行上P像素在DEM和DOM上的定位，并且具體包括以下步驟 步驟3-1，針對像素(1，S)，取一個近似高程數值h;根據步驟2中所述的坐標轉換關系，計算該像素在WGS84下的坐標；然后根據其在WGS84的坐標計算其在投影系下的east和north坐標； 步驟3-2,根據east和north坐標,在DEM上內插該像素的所述高程h ； 步驟3-3，重復步驟3-1和3-2，直到前后兩次內插的高程差別在預定閾值以內，輸出east和north坐標,完成像素(1，s)在DOM和DEM上的定向； 步驟3-4，根據在DOM和DEM上的定向得到的位置，內插I行上P像素的灰度值； 步驟3-5，重復步驟3-1至3-4，對各個影像像素分別定位得到各個像素的灰度值。全文摘要本專利技術提供了一種，主要包括以下步驟步驟1，對影像數據執行重采樣算法；步驟2，執行影像像素坐標到該點WGS84坐標之間的變換；步驟3，執行影像像素在DEM和DOM上的定位，通過迭代獲得每個影像像素在DOM的準確位置。本專利技術是一種全新的，通過對低軌衛星軌道、姿態、內方位元素進行分析，分析其標稱狀態下的因素，然后通過對這些因素進行建模，在計算機上對低軌衛星的姿態過程進行仿真。本專利技術填補了這方面的技術空白，為低軌衛星的預研工作提供了分析的依據。文檔編號G06T1/00GK102945544SQ20121049240公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日專利技術者唐新明, 張過, 黃文超, 方辰, 邱振戈, 高小明, 邱雙雙, 岳慶興 申請人:國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低軌衛星影像仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，對影像數據執行重采樣算法；步驟2，執行影像像素坐標到該點WGS84坐標之間的變換；步驟3，執行影像像素在DEM和DOM上的定位，通過迭代獲得每個影像像素在DOM的準確位置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐新明，張過，黃文超，方辰，邱振戈，高小明，邱雙雙，岳慶興，
申請(專利權)人：國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心，
類型：發明
國別省市：