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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