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专利名称：一种火星dem制作和航带法空中三角测量方法
技术领域：
本发明属于深空测绘技术领域，尤其是涉及一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法。
背景技术：
火星是位于地球轨道外侧的第一颗行星，对于人类有一种特殊的吸引力，它是太阳系中最近似地球的天体之一。火星赤道平面与公转轨道平面的交角非常接近于地球，这使它也有类似地球的四季交替，是地球以外人类最感兴趣、探测活动最为频繁的行星。火星探测是21世纪深空探测的5个重点研究领域之一，人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史，美国、欧洲、日本和俄罗斯已经有超过30个探测器到达过火星，并向地球发回了包括火星表面高分辨率影像、大气与地质数据在内的大量科学探测数据。搭载我国首颗火星探测器“萤火一号”的俄“福布斯-土壤”探测器于11月9日顺利升空，但该探测器在飞行过程中未能按计划实现变轨，探测任务失败。目前，我国正在积极筹划下一次的火星探测项目，力争2013年利用自己的火箭和测控通信系统，独立自主地发射、运行我国的火星探测器。测绘火星表面地形是火星探测的首要任务之一，它为后续探测火星提供不可缺少的基础信息。光学影像是目前火星表面地形图测绘的主要数据源，DEM的制作和影像的高精度定位仍然是火星光学影像测图的关键和核心。数字高程模型(DigitalElevationModel, DEM)是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，火星DEM是反应火星地表高程的集合，是火星观测和勘察火星资源等不可缺少的基础信息。目前美国拥有覆盖最全面的火星控制网，但美国地质局尚未公开其控制点源，因此必须寻找合适的方法对可利用的数据进行处理，以期得到高精度的火星DEM。在中国的火星探测器(例如“萤火一号(YH-1)”)发射之前，需要进行大量的研究工作，根据现有技术，研究工作所需要的数据源，例如火星DEM和模拟影像数据的获取是一大难题，由于受数据源因素的制约，无法进行后期的实验工作，从而使提出的原理的正确性得不到有效验证。空中三角测量可为立体测绘地形图、制作影像平面图和正射影像图提供定向控制点和方位元素(确定摄影光线束在摄影瞬间时空间位置的参数)，是进一步研究火星地貌的主要途径之一。传统的空中三角测量采用欧拉角表示坐标的旋转和平移，处理大倾角影像往往加密精度较低，且对初值的依赖性强。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提出了一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法，包括如下步骤:步骤A，对激光测高数据进行双线性内插，制作火星DEM ；
步骤B，计算光线束在火星DEM上的投影点位置，生成火星模拟影像数据；步骤C，采用对偶四元数进行航带法空中三角测量，得到火星影像方位元素和加密点坐标。所述步骤A对激光测高数据进行双线性内插，制作火星DEM ;其过程如下:步骤A-1，对激光测高数据进行火星地理坐标与火星切面坐标间的转换:
权利要求
1.一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤A，对激光测高数据进行双线性内插，制作火星DEM ； 步骤B，计算光线束在火星DEM上的投影点位置，生成火星模拟影像数据； 步骤C，采用对偶四元数进行航带法空中三角测量，得到火星影像方位元素和加密点坐标。
2.根据权利要求1所述的一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法，其特征在于，所述步骤A对激光测高数据进行双线性内插，制作火星DEM ;其过程如下: 步骤A-1，对激光测高数据进行火星地理坐标与火星切面坐标间的转换:
3.根据权利要求1所述的一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法，其特征在于，所述步骤C，采用对偶四元数进行航带法空中三角测量，得到火星影像方位元素和加密点坐标；其过程如下: 步骤C-1，对偶四元数# = qx qy (/ +s[r0 rx ry 表示的火星影像构像方程为:
全文摘要
本发明提出了一种火星DEM制作和航带法空中三角测量方法，所述方法将火星探测器激光测高数据作为基础数据源，对其进行火星地理坐标与火星切面坐标间的转换，然后内插生成高精度的火星DEM，解决了目前我国火星DEM的空白；利用对偶四元数型进行航带法空中三角测量，将时间序列模拟影像的姿态和相对位置用对偶四元数统一处理，具有完整的几何含义，且迭代运算过程不依赖于初值，能获得高精度火星序列影像的方位元素和加密点坐标。
文档编号G01C11/00GK103217145SQ20131010308
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者盛庆红, 季铮, 刘微微, 王惠南 申请人:南京航空航天大学