本技术涉及一种多尺度表征光学影像低频定位误差自适应补偿方法,与现有技术相比实现了从时间、组成等维度考虑对低频误差解耦表征,适应构建低频误差补偿模型。本发明包括以下步骤:多尺度表征光学影像低频定位误差自适应补偿准备工作;对光学影像低频定位误差进行多时间尺度表征;考虑动态、静态误差解耦的光学影像低频定位误差模型自适应构建;利用非共线控制点对补偿模型进行偏最小二乘求解与补偿参数应用。本发明采用变分模态分解方法将低频误差表征成周期项、趋势项以及噪声项,根据其组份间量级大小关系,自适应构建低频误差补偿模型。
背景技术
星载光学卫星影像为全球提供高精度的地面数据,其几何定位精度直接决定了影像的质量和可靠性。然而,由于卫星发射过程中的应力释放和轨道运行环境变化等因素,光学影像的几何成像参数可能发生变化,从而影响定位精度。传统的几何定标方法依赖于地面控制数据,通过这些数据进行内外成像参数的校准,但这些方法存在依赖地面控制数据过多的问题,并且难以有效解决内外方位元素的低频误差问题,导致实际应用中的定位精度难以保证。
近年来,变分模态分解技术在遥感影像数据处理中获得了广泛应用,它能够有效将原始误差序列分解为周期项、趋势项和噪声项,为表征光学影像的低频定位误差提供了新的视角。然而,目前的研究主要集中在轨道周期内的低频误差特性分析,并未充分考虑多时间尺度上的变化规律。卫星定位误差通常表现为复杂的时间序列特征,包括日度、月度的周期性变化以及长期的趋势变化,这需要针对性的建模方法来进行处理和补偿,以提升影像的几何定位精度。
针对这些问题,提出了一种多尺度表征的光学影像低频定位误差的自适应补偿方法。该方法结合变分模态分解与灰色关联分析技术,通过对误差序列进行多尺度分解,识别出低频趋势项和周期项。根据这些变化特性分析不同时间尺度上的驱动因素对几何定位精度的影响,并结合加性模型、乘性模型和混合模型,自适应调整低频误差补偿方案。这种方法能够在不同时间尺度,如小时级、日度和月度,下实现对低频误差的精准建模和补偿,从而显著提升卫星影像的全球无控几何定位精度。
实现思路