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中高轨卫星海洋成像图像几何定位精度提升方法汇报人：2024-01-22

引言中高轨卫星海洋成像原理及误差来源几何定位精度提升方法实验设计与实现几何定位精度提升效果评估结论与展望contents目录

01引言

海洋监测与管理的需求01中高轨卫星海洋成像技术为海洋环境监测、资源调查、灾害预警等提供了重要数据支持，提升几何定位精度对于保障海洋信息安全、促进海洋经济发展具有重要意义。卫星遥感技术的发展02随着卫星遥感技术的不断进步，中高轨卫星海洋成像分辨率和观测能力不断提高，对几何定位精度的要求也越来越高。几何定位精度的挑战03中高轨卫星海洋成像受到大气、光照、地形等多种因素的影响，导致图像几何定位精度下降，难以满足高精度应用需求。研究背景与意义

国内外研究现状目前，国内外学者针对中高轨卫星海洋成像图像几何定位精度提升开展了大量研究，主要包括基于地面控制点的几何校正、基于数字高程模型的几何定位、基于物理模型的几何定位等方法。发展趋势未来，中高轨卫星海洋成像图像几何定位精度提升将更加注重多源数据融合、智能化处理、高精度地图辅助等方面的发展，以提高几何定位精度和自动化水平。国内外研究现状及发展趋势

研究目标本文旨在研究中高轨卫星海洋成像图像几何定位精度提升方法，通过理论分析和实验验证，提出一种有效的几何定位精度提升算法。研究内容首先，分析中高轨卫星海洋成像图像几何定位误差来源及影响因素；其次，研究基于地面控制点和数字高程模型的几何定位方法，并进行实验验证；最后，探讨基于深度学习的几何定位精度提升方法，并通过实验验证其有效性。研究方法本文采用理论分析、仿真实验和实际应用相结合的研究方法，对提出的算法进行验证和评估。本文主要研究内容

02中高轨卫星海洋成像原理及误差来源

中高轨卫星具有较高的轨道高度和较长的运行周期，使得其成像覆盖范围广，重访周期短。卫星轨道特性海洋表面反射太阳辐射形成可见光图像，其反射特性受海水成分、太阳角度、观测角度等因素影响。海洋反射特性中高轨卫星搭载的光学传感器通过接收海洋表面反射的太阳辐射，经过光学系统聚焦在焦平面上形成图像。传感器成像原理中高轨卫星海洋成像原理

卫星轨道误差传感器指向误差大气折射误差地球潮汐影响误差来源分于地球引力、太阳辐射压等摄动力影响，卫星实际轨道与理论轨道存在偏差。传感器安装误差、姿态控制误差等导致传感器指向不准确，引入图像几何定位误差。大气层对光线的折射作用使得光线传播路径发生偏折，导致图像几何定位精度降低。地球潮汐引起海平面周期性变化，对海洋成像图像几何定位精度产生影响。

误差对定位精度的影响降低图像分辨率误差的存在使得图像像素与实际地理位置的对应关系发生偏移，导致图像分辨率降低。影响目标识别与定位误差使得图像中目标的位置、形状等信息发生变化，给目标识别与定位带来困难。制约海洋监测与应用海洋成像图像几何定位精度的降低将直接影响海洋环境监测、资源调查等应用的准确性和可靠性。

03几何定位精度提升方法

根据卫星的轨道参数、姿态参数、相机参数等，建立高精度的成像模型。严格成像模型建立成像模型参数优化几何定位实现利用地面控制点或其他先验信息，对成像模型参数进行优化，提高模型精度。基于优化后的成像模型，对海洋成像图像进行几何定位处理，得到高精度的定位结果。030201基于严格成像模型的几何定位方法

根据卫星成像特点，选择合适的有理函数形式，建立几何定位模型。有理函数模型建立利用地面控制点或其他先验信息，对有理函数模型参数进行求解。模型参数求解基于求解得到的有理函数模型，对海洋成像图像进行几何定位处理。几何定位实现基于有理函数模型的几何定位方法

基于深度学习的几何定位方法深度学习模型构建选择合适的深度学习网络结构，构建用于几何定位的深度学习模型。训练数据准备收集大量的海洋成像图像及其对应的几何定位真值数据，用于深度学习模型的训练。模型训练与优化利用训练数据对深度学习模型进行训练，并通过调整网络结构、优化算法等方式对模型进行优化，提高模型的定位精度和泛化能力。几何定位实现基于训练好的深度学习模型，对新的海洋成像图像进行几何定位处理。

04实验设计与实现

123获取中高轨卫星的原始海洋成像数据，包括可见光、红外、微波等不同波段的图像数据。卫星原始数据收集与卫星成像时间同步的地面控制点数据、数字高程模型（DEM）、海洋潮汐模型等辅助数据。辅助数据对原始卫星数据进行辐射定标、大气校正、几何校正等预处理操作，消除成像过程中的误差。数据预处理数据来源及预处理

根据中高轨卫星成像特点，选择合适的几何定位模型，如严格成像模型、通用成像模型等。几何定位模型选择在成像区域内均匀选取一定数量的地面控制点，并考虑不同地形、海况等因素对控制点布局的影响。控制点选取与布局利用选取的控制点和相应的成像数