珞珈三号01星在轨处理技术及验证

遥感卫星在轨处理技术是推动遥感技术实现实时智能服务的核心环节。针对星上资源受限环境引起的系列处理难题及遥感数据实时处理与信息提取需求,本文首先构建了任务驱动的卫星遥感数据在轨处理框架,以任务需求为核心并协同星地资源建立基于感兴趣区域的星上处理技术体系;然后,面向不同任务层级和应用场景,给出了以位置信息为驱动的基础在轨处理模式、以目标/场景内容和变化事件为驱动的智能处理模式;最后,论述了适配星上资源受限环境的在轨处理关键算法,基于珞珈三号01星星上处理应用程序,验证了典型算法的在轨处理效果。在任务驱动和星地协同机制下,实现了在轨高精度定位、多类型影像产品快速生成、静动态目标信息实时提取及静态和动态影像高倍率近实时压缩。在轨处理显著提高了传统地面处理的效率,能够有效支撑后续卫星遥感实时智能服务。

海洋一号C卫星海岸带成像仪在轨几何定标

海洋一号C卫星(HY-1C)搭载的海岸带成像仪(coastal zone imager,CZI)为满足大幅宽成像需求,采用双相机组合成像,每台相间使用2片4色电荷耦合光敏元器件(charge-coupled device,CCD)拼接。从严密几何成像模型出发,对相机成像过程中存在的系统误差进行分析,采用一种基于探元指向角的几何定标模型,并结合CZI相机设计特点与几何特性,设计出一套针对HY-1C/CZI的几何定标方案。首先利用CZI参考基准波段影像与高精度参考影像进行绝对几何定标,采用分步迭代的方法对参考基准波段影像内外定标参数进行解算,其次进行波段间相对几何定标,最后得到所有波段影像的几何定标结果。实验结果表明,经在轨几何定标后,平面无控定位精度优于5个像元,影像几何质量得到明显改善,说明所采用的定标模型和方案合理有效。

HY-1C/D海岸带成像仪全视场整体相对辐射校正方法研究

海洋一号C/D卫星(HY-1C/D)海岸带成像仪CZI (Coastal Zone Imager)搭载有2个相机4片CCD,幅宽为950 km,在0级原始影中存在渐晕和片间色差等辐射问题。本文针对海岸带成像仪载荷结构特点,提出了一种针对多片原始CCD影像片间自适应均衡的相对辐射校正方法。首先,采用在轨统计方法对单片CCD影像进行片内辐射校正,明显改善了渐晕问题。然后,通过大视场虚拟重成像方法对多片CCD影像进行高精度几何拼接,在此基础上,统计重叠区域色彩信息。最后,根据相邻片左右重叠区在片间色彩校正前后具有色彩一致性的约束,实现全局多片CCD影像色彩参数解算和片间影像均衡校正。从实验结果来看,经过全视场相对辐射校正处理后,平均行标准差、广义噪声和条纹噪声均优于路径传递法,相对辐射质量优于3%,有效提高了海洋一号C/D卫星海岸带成像仪影像相对辐射质量。

海洋一号D卫星海岸带成像仪偏航90°相对辐射定标

海洋一号D(HY-1D)卫星搭载了一台海岸带成像仪CZI(Coastal Zone Imager),由两台三反离轴相机组成,成像仪同时采用了视场拼接和光学拼接两种拼接方式。由于CZI高达63°的视场角,相机边缘畸变明显,其所成偏航90°影像存在明显的非线性畸变。本文针对HY-1D卫星海岸带成像仪的结构特点,提出了一种基于探元邻接关系的偏航数据自动标准化方法,有效地改善了海洋一号海岸带成像仪偏航图像非线性畸变的问题,保证了线阵电荷耦合器件CCD(Charged Coupled Device)探元对同一地物成像的理论前提。利用HY-1D海岸带成像仪偏航90°辐射定标数据计算获得相机相对辐射定标系数,对卫星正常推扫影像进行相对辐射定标实验,并利用在轨统计法进行对比实验。使用本文方法利用偏航辐射定标数据进行相对辐射定标后,陆地场景下传感器所有探元最大条纹系数优于0.33%,平均条纹系数优于0.04%,中位数条纹系数优于0.03%;海洋场景下传感器所有探元最大条纹系数优于0.48%,平均条纹系数优于0.07%,中位数条纹系数优于0.06%,各项指标均优于基于大量数据统计的在轨统计法。实验结果表明本文方法有效地提高了HY-1D卫星海岸带成像仪影像的相对辐射定标质量。