李對對，隋正偉，龍小祥，李慶鵬，喬志遠(yuǎn)，鐘慧敏，王小燕

1.中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心,北京 100094;

2.中國四維測繪技術(shù)有限公司,北京 100048

1 引言

高分七號衛(wèi)星工程是國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)的重要組成部分，用于獲取高空間分辨率立體測繪遙感數(shù)據(jù)和高精度激光測高數(shù)據(jù)。高分七號衛(wèi)星可以滿足中國1∶1萬立體測圖需求，大幅提高了中國對地理信息數(shù)據(jù)的獲取能力，推動了國家測繪事業(yè)的發(fā)展（周平，2016）。高分七號衛(wèi)星搭載了雙線陣立體相機(jī)、激光測高儀等有效載荷，其主載荷雙線陣相機(jī)由線陣推掃相機(jī)組成，分別為前視相機(jī)和后視相機(jī)，前視全色相機(jī)星下分辨率為0.79 m，后視全色相機(jī)分辨率為0.64 m，后視多光譜相機(jī)分辨率為2.58 m。高分七號的前后視相機(jī)可以獲得亞米級空間分辨率的圖像，激光測高儀還可以獲得高精度的高程信息，兩種載荷相互結(jié)合可以得到高精度的數(shù)字高程模型（孫立等，2020）。除此之外，高分七號衛(wèi)星首次采用國內(nèi)首套星圖融合星敏傳感器，進(jìn)行雙星敏傳感器的夾角修正，可大幅度提高衛(wèi)星姿態(tài)確定精度。

目前主流的光學(xué)衛(wèi)星均采用線陣推掃成像模式，這種成像方式擁有不同的投影中心和外方位元素。因此需要采用一定的幾何模型對成像幾何進(jìn)行描述，影像的高精度定向往往需要通過區(qū)域網(wǎng)平差技術(shù)實(shí)現(xiàn)（Toutin，2004，Poli，2005，Tang和Xie，2012）。

近年來，國內(nèi)衛(wèi)星技術(shù)飛速發(fā)展，衛(wèi)星定軌技術(shù)得到了空間的進(jìn)步，主流的技術(shù)基于雙頻GPS的精密定軌技術(shù)空前的提高了衛(wèi)星的幾何精度得到了空前發(fā)展。這些因素使得WESTIN（Westin，1990）、Yoon（Yoon，2009）、Teo（Teo等，2010）等采用星上的姿態(tài)數(shù)據(jù)和軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，構(gòu)建衛(wèi)星的外方位元素，然后利用控制點(diǎn)進(jìn)行平差修改誤差。這種嚴(yán)密幾何成像模型的區(qū)域網(wǎng)平差技術(shù)大大提高了衛(wèi)星的操作性，得到了廣泛應(yīng)用，然后它具有一個缺點(diǎn)，當(dāng)衛(wèi)星焦距足夠長時，會發(fā)生類似平行投影的現(xiàn)象，這種模型無法在這種場景得到應(yīng)用，會造成平差結(jié)果的不穩(wěn)定性。

通過衛(wèi)星的內(nèi)、外方位元素構(gòu)建方程，可以建立像點(diǎn)坐標(biāo)和空間坐標(biāo)之間的關(guān)系，然而也公開衛(wèi)星的成像的幾何原理和衛(wèi)星部分參數(shù)，不利于廣泛應(yīng)用。為了簡化衛(wèi)星影像的處理與應(yīng)用，高分七號采用通用的幾何模型（Hall 和Murayama，1995）。Grodecki和Dial（2003）通過IKONOS影像的區(qū)域網(wǎng)平差表明了通用幾何模型和嚴(yán)密幾何模型在精度和平差穩(wěn)定性都達(dá)到同樣的水準(zhǔn)。

2 高分七號幾何模型構(gòu)建

2.1 多平臺多相機(jī)嚴(yán)密幾何模型構(gòu)建

相比較于傳統(tǒng)的嚴(yán)密幾何模型，平臺上各個相機(jī)之間的成像過程是相互獨(dú)立的，即各相機(jī)同時對不同地物成像，并沒有考慮衛(wèi)星上相機(jī)間的相對關(guān)系。然而隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，衛(wèi)星搭載多個平臺多個相機(jī)已成為一種趨勢。除此之外各用戶為了滿足數(shù)據(jù)的融合和跨視場數(shù)據(jù)的拼接使用，對衛(wèi)星上不同相機(jī)間的相對精度要求越來越高。高分七號搭載的前后視全色相機(jī)的分辨率都達(dá)到了亞米級，前后視影像的相對精度對后期制作高精度數(shù)字高程模型DEM（Digital Elevation Model）具有至關(guān)重要的意義。因此，必須建立基于統(tǒng)一平臺的嚴(yán)格幾何成像模型，從而保證平臺內(nèi)部相機(jī)之間、相機(jī)內(nèi)部傳感器與傳感器之間的相對幾何精度（王智等，2010）。

利用同一平臺內(nèi)不同相機(jī)、傳感器在同一成像時間時外方位元素不變的特性（李德仁等，2006），高分七號通過引入統(tǒng)一時間系統(tǒng)、統(tǒng)一姿態(tài)軌道模型，建立了基于統(tǒng)一平臺的嚴(yán)密幾何模型。對于高分七號衛(wèi)星前視后視兩個相機(jī)而言，相機(jī)坐標(biāo)系下的像點(diǎn)坐標(biāo)經(jīng)過坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和原點(diǎn)平移轉(zhuǎn)換成衛(wèi)星本體坐標(biāo)下的對應(yīng)S 坐標(biāo)可表示為

式中，[dxdydz]T表示相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)相對于本體坐標(biāo)系原點(diǎn)在3 個方向的平移量，表示相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到本體坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣（包含高分七號衛(wèi)星前后視的夾角）。利用、用CCD 探元指向角ψx，ψy表示內(nèi)方位元素，則可簡化為

經(jīng)過嚴(yán)密幾何模型分析衛(wèi)星上各相機(jī)成像時的幾何特點(diǎn)，提出了通過引入平臺統(tǒng)一時間系統(tǒng)的方法，從而建立統(tǒng)一平臺的嚴(yán)格成像模型：

2.2 姿軌數(shù)據(jù)處理模型構(gòu)建

高分七號衛(wèi)星利用雙線陣相機(jī)完成地面推掃成像，形成兩幅具有一定視角且相互重疊的雙線陣航帶影像。利用星敏感器和其他姿態(tài)測量部件完成衛(wèi)星姿態(tài)的測量，獲得絕對位置，如圖1所示，前視相機(jī)和后視相機(jī)線陣陣列安裝時兩者處理平行排列，在軌運(yùn)行時垂直于飛行方向，在不同時刻分別針對地面條帶成像（楊居奎等，2020）。

圖1 高分七號雙線陣相機(jī)在軌運(yùn)行圖Fig.1 On-orbit operation diagram of GF-7 dual-line array camera

利用離散的的軌道測量數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型。可以獲得任意成像時刻的軌道參數(shù)數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星實(shí)際運(yùn)行過程中由于受到地球中心引力之外的多種攝動力的影響而偏離開普勒軌道（唐新明等，2012），針對高分七號衛(wèi)星軌道參數(shù)及軌道測量頻率，可以理解為在較短的成像時間t時刻內(nèi)，衛(wèi)星軌道是一個平穩(wěn)運(yùn)行的平滑軌道，因此可以采用拉格朗日多項(xiàng)式進(jìn)行軌道擬合：

式中，XP，YP，ZP為衛(wèi)星軌道多項(xiàng)式模型，ai，bi，ci為多項(xiàng)式系數(shù)，t為衛(wèi)星較短的成像時刻。二次多項(xiàng)式模型將衛(wèi)星軌道近似為橢圓，可以用來檢測外方位元素的變化。利用拉格朗日多項(xiàng)式進(jìn)行軌道擬合可以避免高階震蕩現(xiàn)象。衛(wèi)星外方位元素的內(nèi)插模型可以表示為

式中，P(ti)為衛(wèi)星位置信息。V(ti)為衛(wèi)星速度，ti為衛(wèi)星位置和速度對應(yīng)的時間。

高分七號首次采用星圖融合星敏傳感器，大大提高了衛(wèi)星的定姿定軌精度，針對這種新的設(shè)備組合，高分七號采用了聯(lián)合定姿的處理方案。敏感器是目前姿態(tài)測量精度做高的設(shè)備，而陀螺儀可以同時測量姿態(tài)和姿態(tài)變化的參數(shù)（Rawashdeh等，2012）。具體流程可以簡化為如圖2所示。

圖2 高分七號姿態(tài)數(shù)據(jù)處理流程Fig.2 GF-7 posture data processing flow

根據(jù)衛(wèi)星姿態(tài)的唯一性，可選取多個星敏感器中的一個為基準(zhǔn)，根據(jù)星敏器兩兩光軸之間的夾角關(guān)系，使得星敏感器系統(tǒng)具有統(tǒng)一的基準(zhǔn)。

式中，t時刻星敏感器1 三軸在慣性坐標(biāo)系下的坐標(biāo)t時刻星敏感器2 三軸在慣性坐標(biāo)系下的坐標(biāo)如果已知其中一個星敏的安裝矩陣為就可以得到其他兩個星敏相對于本體的安裝矩陣

假設(shè)多個星敏器光軸在慣性坐標(biāo)系下的矢量坐標(biāo)為V1CIS，V2CIS，…，VnCIS，在衛(wèi)星本體坐標(biāo)可表示為V1Body，V2Body，…，VnBody，星敏感器的觀測方程為

需要注意的是本體坐標(biāo)系到慣性坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣（或四元數(shù)）的求解方法很多，在只有兩個星敏感器的情況下，是可以唯一確定一組旋轉(zhuǎn)矩陣的。當(dāng)星敏數(shù)量有3個或更多時，產(chǎn)生多余觀測，需采用最小二乘平差方法計算旋轉(zhuǎn)矩陣四元數(shù)。

2.3 高分七號有理函數(shù)模型

通用幾何模型利用比值多項(xiàng)式來擬合像方坐標(biāo)系和物方坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以表示為

式中，P，L，H為地面坐標(biāo)系統(tǒng)，X，Y為圖像的影像坐標(biāo)。根據(jù)（Tao 和Hu，2001）可以求解有理多項(xiàng)式模型參數(shù)，同時根據(jù)該影響的覆蓋范圍提取對應(yīng)的DEM 數(shù)據(jù)。由DEM 數(shù)據(jù)可以計算出高分七號影像區(qū)域的最大最小橢球高。在高程上會生成一定的間隔層，平面上，以一定的網(wǎng)格大小建立地面規(guī)格網(wǎng)格，生成控制點(diǎn)地面坐標(biāo)，通過傳感器的嚴(yán)密幾何模型公式，最后計算控制點(diǎn)的影像坐標(biāo)。

3 雙線陣相機(jī)在軌幾何檢校

影像高分七號衛(wèi)星雙線陣相機(jī)影像內(nèi)部幾何精度和外部定位精度的因素有很多，例如衛(wèi)星軌道、姿態(tài)的測量誤差、衛(wèi)星經(jīng)過發(fā)射和在軌運(yùn)行的空間環(huán)境、各類傳感器與衛(wèi)星平臺之間的安裝誤差、相機(jī)的畸變誤差等（胡堃，2016）。因此，需要對雙線陣相機(jī)前視全色和后視全色多光譜傳感器進(jìn)行在軌幾何檢校，獲取傳感器的內(nèi)方位元素以及畸變差，從而改正高分七號衛(wèi)星影像的內(nèi)部畸變；同時獲取相機(jī)不同譜段成像之間的幾何關(guān)系，修正不同譜段成像的幾何定向偏差，提高不同譜段成像間的相對幾何精度即提高不同譜段之間的波段配準(zhǔn)精度。對衛(wèi)星平臺外方位元素進(jìn)行檢校，獲取衛(wèi)星平臺上相機(jī)視軸指向與姿態(tài)軌道系統(tǒng)的系統(tǒng)長周期偏差、復(fù)雜環(huán)境下系統(tǒng)誤差隨時間變化的關(guān)系模型，修正衛(wèi)星直接幾何定位時的相關(guān)長周期與短周期偏差，提高高分七號衛(wèi)星前視全色和后視全色多光譜影像的幾何定位精度。

針對在軌成像中高分七號衛(wèi)星及其有效載荷指向的變化，一方面需要精確檢校在軌相機(jī)的幾何畸變曲線。另一方面獲取載荷中每個CCD 成像探元的精確光線指向，為高精度標(biāo)準(zhǔn)影像產(chǎn)品生產(chǎn)提供精確內(nèi)方位幾何元素，保證衛(wèi)星影像產(chǎn)品的內(nèi)部幾何精度。

高分七號衛(wèi)星線陣相機(jī)的幾何參數(shù)檢校重點(diǎn)在于確定檢校的參數(shù)和幾何模型。首先選擇合適的單景待檢校數(shù)據(jù)，輸入同一地區(qū)的高精度DSM和DOM 以及參考的衛(wèi)星影像圖像數(shù)據(jù)，用DOM及參考的衛(wèi)星圖像模擬出中心投影影像，與待檢校影像做密集匹配，根據(jù)密集匹配結(jié)果點(diǎn)構(gòu)建幾何模型，然后進(jìn)行檢校參數(shù)的解算與精度評價。其中精度控制主要取決于控制點(diǎn)的自動量測、嚴(yán)格幾何檢校模型的構(gòu)建和精確指向角參數(shù)的解算。

高分七號雙線陣相機(jī)待檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)品號為40743，成像于2020年1月21日，側(cè)擺角為1.93°，地形為丘陵。數(shù)據(jù)位置圖3所示。用于高精度內(nèi)方位檢校場數(shù)據(jù)位于大連市，為多角度傾斜攝影獲取的真正射影像，DOM（數(shù)字正射模型）產(chǎn)品分辨率0.08 m，DEM（數(shù)字高程模型）產(chǎn)品格網(wǎng)大小0.15 m，平面幾何精度優(yōu)于0.15 m，高程幾何精度優(yōu)于0.2 m，平地、丘陵地、山地均滿足，限差優(yōu)于3 倍中誤差，數(shù)據(jù)幅寬東西向120 km，南北向11 km。

圖3 高分七號衛(wèi)星內(nèi)部幾何檢校測試數(shù)據(jù)Fig.3 Test data of internal geometry calibration of GF-7

綜合標(biāo)定高分七號衛(wèi)星在軌測試及運(yùn)行期間的衛(wèi)星平臺的外方位元素模型，獲取高分七號衛(wèi)星姿態(tài)系統(tǒng)指向與相機(jī)指向的幾何關(guān)系，為影像的高精度幾何定位提供精確外方位幾何元素模型，保證影像產(chǎn)品的無控幾何定位精度。具體步驟如圖4所示。具體步驟概括如下：

圖4 高分七號內(nèi)部幾何檢校步驟Fig.4 Steps for internal geometry calibration of GF-7

（1）控制點(diǎn)高精度自動量測與匹配處理，對待檢校數(shù)據(jù)和高精度參考影像進(jìn)行自動匹配，提取同名點(diǎn)；

（2）分布迭代求解方案計算衛(wèi)星內(nèi)外定標(biāo)系數(shù)；

（3）針對不同相關(guān)性，通過數(shù)學(xué)分析、幾何處理的方法對待定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行不同處理。設(shè)置不同權(quán)重，在平差中對不同級別賦予不同的權(quán)重系數(shù)，利用基于驗(yàn)后定權(quán)的廣義最小二乘平差技術(shù)，提高了幾何精度和平差穩(wěn)定性；

（4）分析像方殘差和定標(biāo)系數(shù)之間的積分關(guān)系，針對不同的定標(biāo)系數(shù)，確立不同的控制點(diǎn)分布策略；

（5）在衛(wèi)星推掃過程中，不同行之間的探元之間存在不同的角度關(guān)系，以此作為控制信息，可以消除衛(wèi)星的系統(tǒng)誤差，使得解算精度提高。

在軌幾何檢校后，雙線陣相機(jī)FWDPAN（前視全色影像），BWPAN（后視全色影像），BWDMUX（后視多光譜影像）線陣方向和垂直于線陣方向誤差的均值和方差分別如表1、表2、表3示。

表1 雙線陣相機(jī)FWDPAN相機(jī)幾何檢校精度分析Table 1 Analysis on the accuracy of geometrical calibration of FWDPAN dual-line scan camera

表2 雙線陣相機(jī)BWDPAN相機(jī)幾何檢校精度分析Table 2 Analysis on the accuracy of geometrical calibration of BWDPAN dual-line scan camera

表3 雙線陣相機(jī)MUX相機(jī)幾何檢校精度分析Table 3 Analysis on the accuracy of geometrical calibration of MUX dual-line scan camera

通過檢校后垂直于線陣方向和線陣方向殘差分布說明在軌幾何檢校后雙線陣相機(jī)幾何畸變得到了有效補(bǔ)償。

雙線陣相機(jī)檢校后垂直于線陣方向誤差略低于線陣方向，是由于線陣方向?yàn)閯傂越Y(jié)構(gòu)，而垂直于線陣方向（飛行方向）受衛(wèi)星平臺震顫、平臺穩(wěn)定性、姿態(tài)控制精度等因素影響?；诖筮B真正射高精度幾何檢校場數(shù)據(jù)對高分七號前視全色相機(jī)、后視全色相機(jī)、后視多光譜相機(jī)的內(nèi)外方位元素在軌幾何檢校（蔣永華等，2013）。前視全色相機(jī)、后視全色相機(jī)、后視多光譜相機(jī)線陣方向和垂直于線陣方向在軌幾何檢校精度均優(yōu)于0.28個像素左右。

4 高分七號幾何精度分析

4.1 高分七號衛(wèi)星無控幾何精度驗(yàn)證

幾何精度指經(jīng)過幾何校正后的圖像上地理位置和真實(shí)位置之間的差異。有兩種定義，一是待檢測影像與真實(shí)地理位置的整體偏差，二是待檢測影像中心像素與真實(shí)地理位置的差異，無控幾何精度檢驗(yàn)步驟如圖5所示，可以概括為

圖5 高分七號無控定位精度測試步驟Fig.5 Test steps for uncontrolled positioning accuracy of GF-7

（1）進(jìn)行控制點(diǎn)自動量測，根據(jù)待評測影像、參考影像（參考影像自動提取與加載模塊提取的DOM、DEM）的灰度信息，采用特征提取、金字塔粗匹配、最小二乘精匹配相結(jié)合的策略在物方進(jìn)行影像配準(zhǔn)，保證每景影像獲取均勻分布的70 個以上控制點(diǎn)。

（2）計算控制點(diǎn)在待測圖像和參考圖像的實(shí)際地理坐標(biāo)差值的均值作為該景圖像的無控物方幾何定位精度；利用嚴(yán)格幾何成像模型或RPC（有理化模型）模型采用后方交會計算控制點(diǎn)焦平面上像點(diǎn)殘差的均值作為該景圖像的無控像方幾何定位精度。

高分七號雙線陣相機(jī)平面幾何精度測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計了2020年2月4日至2020年5月2日共11景數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分布如圖6所示。參考影像采用全國范圍內(nèi)1∶1萬精度參考數(shù)據(jù)、10 m精度DEM數(shù)據(jù)。全色和多光譜的幾何精度檢測結(jié)果如下表4、表5和表6所示。通過對高分七號十景影像的幾何定位測量，經(jīng)過幾何處理后衛(wèi)星的平面定位精度在6 m左右。

表4 高分七號衛(wèi)星前視全色相機(jī)圖像產(chǎn)品無控幾何定位精度測試表Table 4 GF-7 satellite front-view panchromatic camera image product uncontrolled geometric positioning accuracy test table

表5 高分七號衛(wèi)星后視全色相機(jī)圖像產(chǎn)品無控幾何定位精度測試表Table 5 GF-7 satellite rear-view panchromatic camera image product uncontrolled geometric positioning accuracy test table

表6 高分七號衛(wèi)星后視多光譜相機(jī)圖像產(chǎn)品無控幾何定位精度測試表Table 6 Test table for uncontrolled geometric positioning accuracy of GF-7 rear-view multispectral camera image products

圖6 高分七號衛(wèi)星無控定位精度測試數(shù)據(jù)Fig.6 Test data of uncontrolled positioning accuracy of GF-7

4.2 高分七號立體測繪產(chǎn)品精度驗(yàn)證

立體測繪產(chǎn)品精度指經(jīng)過不同數(shù)量控制點(diǎn)精幾何校正后的立體像對圖像上地理位置（經(jīng)緯度和高程）和真實(shí)位置之間的差異。本次測試，高分七號衛(wèi)星采用河北唐山周邊2020年4月3日成像數(shù)據(jù)（圖7），側(cè)擺角5.57（°），產(chǎn)品為GF7_DLC_E118.4_N40.0_20200403_L1A0000075762。

圖7 高分七號檢測影像Fig.7 GF-7 inspection image

參考數(shù)據(jù)采用高精度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和外業(yè)地面實(shí)測點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，高精度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用幾何精度優(yōu)于1∶2000 的DOM 影像和格網(wǎng)和大地高精度均優(yōu)于5 m 的DEM 數(shù)據(jù)，外業(yè)地面實(shí)測點(diǎn)采用均勻分布于影像上的71 個地面控制點(diǎn)（平面和高程精度均優(yōu)于0.1 m），具體流程圖8 所示。具體步驟可以概括為

圖8 高分七號立體幾何精度驗(yàn)證步驟Fig.8 Steps to verify the accuracy of the three-dimensional geometry of GF-7

（1）自動查找參考圖像，并對其進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換、鑲嵌等處理。

（2）以高精度定標(biāo)場參考DOM 和DEM 為基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度控制點(diǎn)的人工量測。

（3）利用不同數(shù)量控制點(diǎn)，采用基于嚴(yán)格成像模型或RPC 模型自適應(yīng)平差技術(shù)進(jìn)行平差處理，消除待檢測影像與參考影像間的幾何定位誤差。

（4）在平差處理后的影像上，進(jìn)行控制點(diǎn)自動量測，根據(jù)待評測影像、參考影像（參考影像自動提取與加載模塊提取的DOM、DEM）的灰度信息，采用特征提取、金字塔粗匹配、最小二乘精匹配相結(jié)合的策略在物方進(jìn)行影像配準(zhǔn)，每景影像獲取均勻分布的49個以上檢查點(diǎn)。

（5）利用所量測的控制點(diǎn)信息，基于嚴(yán)格幾何成像模型或RPC模型進(jìn)行嚴(yán)格后方交會，并對控制點(diǎn)的像方殘差進(jìn)行分析。

（6）得到影像內(nèi)部幾何精度與控制點(diǎn)數(shù)量、糾正模型（仿射變化、多項(xiàng)式、樣條）的關(guān)系。

GF7_DLC_E118.4_N40.0_20200403_L1A00000 75762 有控制下幾何精度分析，通過利用外業(yè)實(shí)測的71 個高精度控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別利用1、5、9 個控制點(diǎn)進(jìn)行剛性平移變化校正，其余控制點(diǎn)作為檢查點(diǎn)。選擇的控制點(diǎn)的分布情況分別如圖9所示。

圖9 高分七號檢測影像控制點(diǎn)位置Fig.9 GF-7 detects the position of image control points

經(jīng)過精度驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)（表7）：在1 個控制點(diǎn)下，高分七號衛(wèi)星的平面幾何殘差在3 m左右，高程精度在1.1 m 左右，在5 個或9 個控制點(diǎn)下，幾何殘差有了明顯的改善，平面幾何殘差在1.4 m 左右，高程殘差在0.86 m左右。

表7 高分七號衛(wèi)星立體測量幾何定位精度測試表Table 7 GF-7 satellite stereo measurement geometric positioning accuracy test table

5 結(jié)論

本文主要結(jié)合高分七號雙線陣相機(jī)的載荷設(shè)計特點(diǎn)，在衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有針對性的研究高分七號衛(wèi)星結(jié)合處理的關(guān)鍵技術(shù)與方法，完善高分辨率光學(xué)衛(wèi)星影像幾何處理領(lǐng)域的研究體系。概括起來，本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)包含兩個方面，基于多平臺多相機(jī)構(gòu)建統(tǒng)一平臺的嚴(yán)密幾何模型、基于衛(wèi)星的星圖融合星敏傳感器，采用多星敏組合定姿方式構(gòu)建衛(wèi)星的姿軌處理模型。最后通過大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗(yàn)證，結(jié)果表明，相較于之前的衛(wèi)星，高分七號雙線陣相機(jī)的幾何檢校精度、幾何定位精度以及前后視相機(jī)的相對幾何精度都有了明顯的提高。后續(xù)還需要進(jìn)行大量的幾何精度測試以驗(yàn)證高分七號雙線陣相機(jī)及相關(guān)幾何處理算法的穩(wěn)定性。

高分七號作為中國首顆亞米級高分辨率立體測繪衛(wèi)星，從精度檢驗(yàn)結(jié)果上看，已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)前國外商業(yè)衛(wèi)星平面高程幾何精度標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志這中國國產(chǎn)衛(wèi)星高精度衛(wèi)星載荷平臺和地面處理能力上升到一個新的臺階，處于國際先進(jìn)水平，為后續(xù)相關(guān)衛(wèi)星工作的開展具有重要的實(shí)際意義。