機載多通道掃描儀幾何校正算法研究及軟件開發(fā).pdf

1、中國海監(jiān)飛機是我國海監(jiān)總隊用來維護海洋權益、保護海洋環(huán)境和資源、以及監(jiān)視海洋自然災害的重要平臺之一。在這個飛機上，安裝著由中科院上海技術物理研究所研制的一種新型海洋多光譜掃描儀（MAMS）。機載遙感器，與衛(wèi)星遙感器相比，具有平臺穩(wěn)定性差，飛行高度低，視場角大等特點，這使得所獲圖像的幾何畸變更加嚴重。傳統(tǒng)的校正方法，是在獲得飛行姿態(tài)角和地面控制點的情況下進行的，但MAMS 系統(tǒng)還是在實驗階段，無法獲得該姿態(tài)角，又因為海上執(zhí)法的特殊性，利用

2、控制點進行校正，不但獲取大量控制點的成本過高，而且時效不夠，因而急需進行新的校正方法的探索。 GPS(Global Positioning System)是安裝在MAMS 上的全球定位系統(tǒng)，它能比較及時地記錄下飛機的空間位置和飛行信息。本文利用GPS 記錄的飛行信息，提出了一種新的飛行模式，在這個模式下反演出了飛行姿態(tài)角，最終完成了幾何校正算法研究，并基于這個算法構建了幾何校正軟件。其主要研究內容如下： 1. 畸變原因的

3、分析。 首先，本文分析了導致MAMS 影像數據發(fā)生幾何畸變的原因，其主要原因包括系統(tǒng)引起的固有畸變和非系統(tǒng)畸變，前者主要指正切畸變，后者包括速高比變化引起的畸變，地面起伏引起的畸變和姿態(tài)角變化引起的畸變。接著，在現有的條件下，針對不同的畸變進行了可校正性分析。 2. 校正算法的研究。 首先，本文對從MAMS 接收下來的原始數據進行了預處理，剔除了輔助數據，消除了時間延遲，轉換了坐標系，并對GPS 數據進行了插值處

4、理。然后，給出了兩種飛機可能的飛行模式，一種是前人的飛機兩秒內作圓周運動的兩秒模式，一種是本文提出的飛機一秒內作圓周運動的一秒模式。最后，根據不同的飛行模式，利用飛行動力學原理分別反演出了滾動角，完成了MAMS 幾何校正算法的研究。 3. 軟件的開發(fā)。 首先給出了軟件的整體框架，然后介紹了軟件實現中用到的幾個關鍵技術，如：圖像的讀取，圖像的顯示，圖像重采樣以及大文件讀取和操作等4. 精度的評價。本文分別得到了對MAMS