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基于高分卫星姿态监测的姿态参数算法优化

航天返回与遥感 2023年第2期44卷 53-62页

作者：缪毓喆王伟之杨秀策地理信息工程国家重点实验室西安710054 西安测绘研究所西安710054 北京空间机电研究所北京100094 先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

目前航天测绘相机几何参数的在轨标定通常经由地面检校场数据处理完成。然而,由于一次摄影中难以保证获取的地面检校场影像完整,使得在轨标定周期较长,进而导致实时监测与标定非常困难。“高分十四号”卫星搭载了一种新的姿态测定系统,... 详细信息

目前航天测绘相机几何参数的在轨标定通常经由地面检校场数据处理完成。然而,由于一次摄影中难以保证获取的地面检校场影像完整,使得在轨标定周期较长,进而导致实时监测与标定非常困难。“高分十四号”卫星搭载了一种新的姿态测定系统,利用高精度的相机光轴监测实现对相机几何参数的在轨实时标定。文章在此基础上对高分卫星星地相机间夹角在轨解算方案进行了优化,并基于数值仿真和在轨实测数据进行了分析,结果显示优化算法可以进一步提高影像内定向稳定度和最终的定位精度,未来有望在高精度立体测绘应用中发挥重要作用。

关键词：卫星摄影测量卫星姿态在轨实时监测低频误差航天测绘相机

高分十四号卫星双线阵相机高精度在轨几何标定

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测绘学报 2023年第1期52卷 15-21页

作者：卢学良王建荣杨秀策吕源胡燕魏永强曹彬才地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054

在轨几何标定是卫星实现高精度定位的关键环节。本文基于宁夏1∶2000数字化定标场采用前方交会与后方交会交替迭代的方式对双线阵相机标定参数进行整体解算,实现了高分十四号卫星双线阵相机高精度在轨几何标定,并利用全球多处检测场对... 详细信息

在轨几何标定是卫星实现高精度定位的关键环节。本文基于宁夏1∶2000数字化定标场采用前方交会与后方交会交替迭代的方式对双线阵相机标定参数进行整体解算,实现了高分十四号卫星双线阵相机高精度在轨几何标定,并利用全球多处检测场对标定结果进行了检测试验。试验结果表明,通过高精度在轨几何标定后,高分十四号卫星影像无地面控制条件下直接前方交会精度达到平面2.34 m(RMS),高程1.97 m(RMS)。

关键词：在轨几何标定定标场无地面控制定位高分十四号卫星

高分十四号立体测绘卫星无控定位精度初步评估

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测绘学报 2023年第1期52卷 8-14页

作者：王建荣杨元喜胡燕吕源杨秀策卢学良曹彬才地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054

高分十四号卫星是我国目前测绘精度最高的卫星之一,采用了先进的多载荷一体化对地观测技术,主要用于全球范围内高精度定位和测制1∶10 000比例尺地理信息产品。本文重点介绍高分十四号卫星有效载荷和地面测绘处理系统及其性能,并利用国... 详细信息

高分十四号卫星是我国目前测绘精度最高的卫星之一,采用了先进的多载荷一体化对地观测技术,主要用于全球范围内高精度定位和测制1∶10 000比例尺地理信息产品。本文重点介绍高分十四号卫星有效载荷和地面测绘处理系统及其性能,并利用国内外高精度检测场进行了几何性能评估。试验结果表明:单航线无控定位精度境内区域达到平面1.80 m(RMS)、高程0.80 m(RMS),境外区域达到平面1.76 m(RMS)、高程0.82 m(RMS),无控定位精度处于国际已公布的光学摄影测量卫星的最高水平。

关键词：卫星摄影测量光束法平差激光测距系统无控定位

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航天线阵立体相机参数在轨渐进标定方法

航天返回与遥感 2023年第1期44卷 112-116页

作者：王建荣卢学良杨秀策吕源地理信息工程国家重点实验室西安710054 西安测绘研究所西安710054

空中三角测量是实现相机参数在轨标定有效途径,将变化了的立体相机进行整体重组,提高无控定位精度。在整体参数解算时,由于影像的宽高比(影像宽度与轨道高的比值)太小,导致主距的改正数得不到正确值,影响相机参数在轨标定结果。文章在... 详细信息

空中三角测量是实现相机参数在轨标定有效途径,将变化了的立体相机进行整体重组,提高无控定位精度。在整体参数解算时,由于影像的宽高比(影像宽度与轨道高的比值)太小,导致主距的改正数得不到正确值,影响相机参数在轨标定结果。文章在基于线阵–面阵混合配置的CCD影像光束法平差基础上,提出相机参数渐进标定的方法,并利用“天绘一号”03星数据进行试验验证。试验结果表明,该方法能有效削弱宽高比太小对标定结果的影响,减小系统误差,提高卫星影像无控定位精度。

关键词：卫星摄影测量空中三角测量无控定位在轨标定航天遥感

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高分十四立体测绘卫星无控定位精度初步评估

测绘学报 2022年

作者：王建荣杨元喜胡燕吕源杨秀策卢学良曹彬才地理信息工程国家重点实验室西安测绘研究所

高分十四卫星是我国目前测绘精度最高的卫星之一，采用了先进的多载荷一体化对地观测技术，主要用于全球范围内高精度定位和测制1:10000比例尺地理信息产品。本文重点介绍高分十四卫星有效载荷和地面测绘处理系统及其性能，并利用国内...

高分十四卫星是我国目前测绘精度最高的卫星之一，采用了先进的多载荷一体化对地观测技术，主要用于全球范围内高精度定位和测制1:10000比例尺地理信息产品。本文重点介绍高分十四卫星有效载荷和地面测绘处理系统及其性能，并利用国内外高精度检测场进行了几何性能评估。试验结果表明：单航线无控定位精度境内区域达到平面1.80m（RMS）、高程0.80 m（RMS），境外区域达到平面1.76 m（RMS）、高程0.82 m（RMS），无控定位精度处于国际已公布的光学摄影测量卫星的最好水平。

关键词：

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密度聚类算法在光子点云去噪中的应用与评价

遥感信息 2022年第6期37卷 21-26页

作者：曹彬才王建荣胡燕吕源杨秀策地理信息工程国家重点实验室西安710054 西安测绘研究所西安710054

针对密度聚类算法DBSCAN在ICESat-2激光点云去噪时关键参数无法自适应确定、应用效能差等问题,提出了一种基于最终聚类数和光子特点的DBSCAN参数寻优方法。该方法根据ICESat-2光子剖面数据分布情况,将参数邻域最小点数MinPts设置为经验... 详细信息

针对密度聚类算法DBSCAN在ICESat-2激光点云去噪时关键参数无法自适应确定、应用效能差等问题,提出了一种基于最终聚类数和光子特点的DBSCAN参数寻优方法。该方法根据ICESat-2光子剖面数据分布情况,将参数邻域最小点数MinPts设置为经验值,根据最终聚类个数与K平均最邻近法确定半径参数Eps最佳值。采用多种类型ICESat-2数据开展去噪能力验证。实验结果表明:DBSCAN算法最小点参数MinPts可以采用经验参数,搜索半径Eps虽然能自适应确定,但计算代价较大。对多组实验数据的去噪结果表明,DBSCAN整体去噪精度优于97%,能够较为有效地处理光子噪声。

关键词：光子计数激光雷达空间聚类自适应去噪算法

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基于泊松分布的光子计数激光雷达点云去噪

海洋测绘 2022年第2期42卷 65-69页

作者：曹彬才王建荣胡燕杨秀策吕源卢学良地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054

针对光子计数激光雷达数据特点,研究基于泊松分布的点云去噪算法并开展精度评估。首先,将点云投影到二维剖面,划分格网并统计每个格网光子点个数,剔除点数大于平均值部分以计算背景噪声率;随后,从小到大调整格网尺寸,统计各尺寸下格网... 详细信息

针对光子计数激光雷达数据特点,研究基于泊松分布的点云去噪算法并开展精度评估。首先,将点云投影到二维剖面,划分格网并统计每个格网光子点个数,剔除点数大于平均值部分以计算背景噪声率;随后,从小到大调整格网尺寸,统计各尺寸下格网内的点数,大于阈值时将该网格内的点都标记为信号,并且根据比例大小划分为高、中、低置信度三类;最后,采用分段直线拟合将倾斜点投影到直线上以识别倾斜地形,采用分段二次拟合方法剔除残余孤立噪点,得到优化结果。利用多组不同地形光子点云数据开展实验,结果表明:基于泊松分布的去噪算法在冰盖、海洋场景下效果较好,整体精度优于96%,在植被场景稍差,但能达到识别信号的基本目标。

关键词：光子计数激光雷达去噪算法泊松分布倾斜处理精度评估

ICESat-2浅海测深数据处理与初步精度评估

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测绘科学 2023年第11期48卷 21-28页

作者：曹彬才王建荣杨秀策李纲孟伟灿卢学良地理信息工程国家重点实验室西安710054 西安测绘研究所西安710054 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对美国ICESat-2卫星532nm单光子激光雷达具备的浅海水深探测能力,分析了其浅海水下光子数据特点和浅海水深探测精度评估需求,梳理了ICESat-2单光子数据处理流程,并利用实测机载测深数据对星载单光子测深精度进行了验证。通过水面位置... 详细信息

针对美国ICESat-2卫星532nm单光子激光雷达具备的浅海水深探测能力,分析了其浅海水下光子数据特点和浅海水深探测精度评估需求,梳理了ICESat-2单光子数据处理流程,并利用实测机载测深数据对星载单光子测深精度进行了验证。通过水面位置识别分离出水下光子点;利用自动/半自动方法筛选水底信号;基于光线几何结构开展折射改正获得水深;最后同机载验证数据对比分析,评估星载激光雷达测深精度。利用NOAA提供的多个区域实测数据试验表明:ICESat-2单光子测深精度中误差介于0.25~1.16m,能为远海岛礁测绘提供可靠水深控制点。

关键词：光子计数激光雷达浅海测深折射改正精度评估

基于多时相遥感数据聚类决策树方法的白水县农作物识别

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山东农业大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 728-734页

作者：刘状李纲石晨烈魏永强王建荣杨秀策地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 西安测绘研究所陕西西安710054 西北大学城市与环境学院陕西西安710127

利用Sentinel-2、Landsat8OLI、SRTM等多源遥感数据,根据白水县物候特征经验构建不同典型NDVI时间序列数据集进行聚类分析,同时结合影像分割和决策树支持方法首次对陕西省白水县的多种农作物进行提取分类。结果表明:1)本文提出的方法能... 详细信息

利用Sentinel-2、Landsat8OLI、SRTM等多源遥感数据,根据白水县物候特征经验构建不同典型NDVI时间序列数据集进行聚类分析,同时结合影像分割和决策树支持方法首次对陕西省白水县的多种农作物进行提取分类。结果表明:1)本文提出的方法能够有效提取典型地物信息,总体分类精度达到91.22%,Kappa系数为0.8949,相比基于单一时相的光谱特征的分类有着较大优势。2)白水县的三种主要农作物苹果、玉米和小麦的物候特征显著,分步提取的地物类别极少发生类间像素重叠,且表现的物候规律与白水县农作物的实际物候规律高度吻合,侧面证明了分类结果的适用性。3)白水县苹果种植分布西多东少,中北部多南部少;玉米主要分布于白水县西部和北部较高海拔地区;小麦主要分布于白水县南部;白水县的苹果种植仍有推广空间。这些结果发展了聚类分析结合决策树分类在农作物遥感方面的用法以及为白水县的农业经济发展提供有益参考。

关键词：遥感聚类分析农作物识别