基于RFM通用成像模型的区域网平差研究

基于RFM通用成像模型的区域网平差研究 采用在一定数量的控制点的投影坐标和影像坐标之间建立 1 基于 R FM 的区域网平差 仿射变换关系 ,求出仿射变换参数后对影像坐标进行纠正 ,卫星影像的 R FM 一般采用与地形无关的模型 ,即不使 这种改正能减少畸变对模型的影响 ,从而降低系统误差 。 用地面控制点 , R PC 参数式是利用卫星遥感影像的严格成 正如航空影像可以采用基于共线条件方程的光束法区 像模型得到的 。由于严密物理模型本身的定位参数根据卫 域网平差同时解求影像的外方位元素和地面点的坐标一 星星历文件和姿态信息 , 而这些数据的精度主要由星载 样 ,我们也可以利用卫星影像自身之间的约束同时解求各 GPS 恒星跟踪器及陀螺系统的仪器精度所决定 , 因此在模 像片的仿射变换参数和地面点的坐标 ,补偿卫星影像 R PC 拟的过程中 , R FM 模型与物理模型之间 ,会存在一定的线 参数的系统误差 ,这就是基于 R FM 的区域网平差 。性系统误差。 2 区域网平差解算为了优化 R FM 模型 ,我们就必须利用一定数量的控制 () 若在 R FM 通用成像模型中 ,影像量测坐标为 L ,S,根点对其进行处理 ,即 R FM 通用成像模型的影像定向 。这里 次改造针对这种情况 , 特意对助燃风机 、油泵、雾化压空压,可以根据生产的需求调节助燃风机的运行频率 ,保证炉馈 力开关 、助燃风压、循环风流量 、炉子点小火成功 、炉子点大 子工作在较高的燃烧率 。 火成功 、正常运行炉子火焰检测等等做了具体的报警点 ,当 3 效果检验炉子发生故障时候 ,根据新的报警信息 ,维护人员可以直接 找到故障点 ,排除故障 。 () 5上位机部分 。 ?原点火系统的上位机 ,是在现场有个 T P27 显示 ,老 的 T P27 只能显示一些基本的点火信息和最简单的连锁报 警 ,而此次改造 ,在 IF IX 画面上 , 当炉子发生故障时 , 监控 画面上会弹出具体的故障信息 ,而且需要人工确认 。 ?原点火器采用的是紫外线火焰探测器 Q RA10 MC ,根本 无 法 取 到 具 体 的 炉 子 火 焰 的 数 据 , 这 次 改 造 用 了 Ho negWell 的紫外线火焰探测器 C7061A 和火焰放大器 R4348B1057 ,在上位机上同时做了改进 ,增加历史趋势和实 时趋势图 ,随时可以查看各个阶段炉子火焰值 ,了解炉子燃 烧情况 ,从而调节各种设备 ,保证炉子充分燃烧 ,节约能源 。 () 6其他部分。 ?原点火器系统的助燃风机只有在自动情况下才能开 启 ,但是有时候在特殊维修情况下 ,必须开启炉子的助燃风 机给炉膛里面鼓风 , 帮助散热。原点火系统只能暂时短接接触器上的点来实现 ,在此次改造中 ,在新的 T P270 触摸屏 上增加了炉子助燃风机的手动启停点 ,只要 H XD 的状态为 手动状态 ,就可以在现场 T P270 手动启动和关闭炉子助燃 4 结语风机 。 通过对 H XD 炉子点火系统改造 ,对 H XD 点火系统进 ?原点火器的助燃风量是靠助燃风机提供 , 助燃风机行研究 ,优化控制部分 , 改良检测单元 , 完善报警和上位机 是以 50 H Z 的频率运行 ,无法人工干预助燃风量的大小 ,也 部分 ,减少故障率 , 同时增加更加智能的风机控制 , 使系统就是无法真正根据需要调节助燃风量的大小 , 使炉子充分 适应我厂关键工序 H XD 工艺技术条件运行 ,保证系统安全 燃烧 ,发挥最大效率。此次改造增加变频器对助燃风机的 可靠 。通过对 H XD 点火控制系统的改进和设备改造 , 使 控制 ,变频器采用的使丹佛斯的变频器 ,而且同时上位机监 H XD 烘丝出口的含水率更加均匀 , 控制在工艺要求的 ? 控画面增加了助燃风机频率的设定和实际运行频率的反 0 . 5 %范围内 ,提高了烘丝产品质量 。 — 305 — ( 据地面点坐标利用 R FM 投影到影像面的投影坐标为 L ’,未知数 t 的解为 :T T T - 1 - 1 T T T - 1) ( ) ( ) S’,则基于 R FM 区域网平差的数学模型为 :t = [ A A - A B B B ] ?[ A L - A B B B T F= a+ aL + aS - S′B L ] S 0 1 2 F= b+ bL + bS - L′利用上式求出每张影像的仿射变换参数 , 再利用空间 L 0 1 2 前方交会方法 , 即可求出全部待定点的地面坐标 。 a0 , a1 , a2 , b0 , b1 , b2 为影像的仿射变换参数 , 它们与 R PC 参数一起构成严格成像几何模型的卫星系统参数 。这 3 区域网平差数据试验是针对高分辨率线阵 CCD 传感器飞行高度高 , 成像光束窄 , 实验中用 V C + + 程序实现了 R FM 区域网平差的算 接近平行投影的特点 。参数 将吸收所有星载传感器飞行方 法 ,再通过实际数据试验分析控制点的数量和分布对于 向上位置和姿态误差所引起的影像行方向上的误差 , 参数 R FM 模型空间绝对定位精度的影响 。这里采用两组 SPO T 将吸收所有星载传感器扫描方向上位置和姿态误差所引起 的影像列方向上的误差。由于影像的行一般对应于星载传 - 5 H RS 卫星立体像对 ,影像覆盖面积约 4 . 6 万平方公里 ,感器的飞行方向 , 这与每条 CCD 线阵的瞬时成像时间相关 , 地面分辨率分别为 10 米和 5 米 。这里采用与地形无关的解 参数 和 将吸收由星载 GPS 和惯性导航系统漂移误差所引 算 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,以避免大量的控制点采集工作 。整个实验区共包 起的影像误差 , 而参数 a′和 b′则吸收因内定向参数误差所 含控制点 218 个 ,量测精度为 1 - 2 米。覆盖试验区的两组 ( ) 引起的影像误差 。若地面点坐标为P , L , H, 则 : SPO T - 5 H RS 数据构成一个区域网 ,同时参加区域网平差 定向 。试验结果如下 : ( )N umL P , L , H 当定向方法采用 IM G - 2 时 ,2 端点控制点 X 、Y、Z 中 L=′ ( )D e nL P , L , H 误差分别为 3 . 11 、8 . 23 、18 . 72 ; 2 影像边缘控制点中误差分 ( )D u m S P , L , H 别为 4 . 01 、8 . 65 、18 . 26 ; 4 角点控制点中误差分别为 1 . 34 、S=′ ( )D enS P , L , H 1 . 61 、3 . 13 ;218 控制点中误差分别为 1 . 24 、1 . 27 、3 . 13 。当影像的仿射变换参数 a, a, a, b, b, b和地面点的坐 0 1 2 0 1 2 定向方法采用 IM G - 6 时 ,6 控制点 X 、Y、Z 中误差分别为( ) 标 P , L , H为未知数 , 将 F, F按泰勒级数展开至一次S L 1 . 64 、1 . 51 、3 . 59 ;10 控制点中误差分别为 1 . 60 、1 . 73 、3 . 33 ; 项 , 得到误差方程式为 :218 控制点中误差分别为 1 . 13 、1 . 20 、2 . 80 。以上数据单位 F5 F5 F5 F5 S S S S 0 F= F++ d a0 + d a1 + d a2 + db0 +S S 均为米 。 5 a0 5 a1 5 a2 5 b0 从试验结果可得出以下结论 :5 F5 F5 F5 F5 FS S S S S + d P + dL + d Hd bd b + 1 2 () 1对于 SPO T 影像 ,利用基于 R FM 的区域网平差同 5 b5 b2 5 P 5L 5 H 1 时求解仿射变换参数和地面点的空间坐标取得了良好的效 5 F5 F5 F5 F0 L L L L F= F+ d a+ d a+ d a+ d b+L L 0 1 2 0 果 ,有理函数模型可以达到子像素的精度 ,即严格成像模型 5 a 5 a5 a5 b0 1 2 0 的精度 。有理函数模型有能力替代严格成像模型完成摄影 5 F5 F5 F5 F5 F5 FL L L L L L db+ db+ + + + d P dL dL d H1 2 5b5b5 P 5L 5L 5 H 测量处理 ,同时无物理意义的有理函数系数可有效地实现 1 2 把误差方程式写成矩阵形式为 :传感器成像参数的隐藏 。同时它便于实时处理 , 利用有理 A 函数模型 ,用户可避免涉及影像的前提处理 ,从而可以直接 V = [ A B ] - L X 进行后续的相关处理过程 。 () 式中各参数分别代表以下关系 :2对于 SPO T - 5 H RS 影像数据 , 平差模型 IM G - 60 0 T T V = [ FF] , L = [ -F-F] S L S L 可以获得较高精度和可靠的定向结果 ,使用 IM G - 2 模型 5 F 5 F5 F5 F5 F5 FSS S S S S 定向所获结果与控制点的数目和分布有较大的依赖关系 。5 a5 a5 a5 b5 b5 b0 1 2 0 1 2 在使用 IM G - 6 模型进行定向时 ,应保证在每个影像对中A = 5 F5 F5 F5 F5 F5 FLL L L L L 有至少 3 个控制点 , 试验结果表明控制点的数目对定向精 5 a5 a5 a5 b5 b5 b20 1 2 0 1 度影响不大 ,但在实际生产中 ,应该要保证控制点的分布能 5 F5 F5 FSS S 够控制较大的区域 ,即控制点应尽量分布在影像的四角 。5 P 5 L 5 H () 3R FM 的函数关系理论上只在 GCP 上较严格 ,而在 B = 5 F5 F5 FLL L 其他点近似 。其拟合曲面并不严格通过 GCP ,而是以纯数 5 H5 P 5 L 学模型来套合地形 。因此有理函数模型的精度与地面控制 Tt = [ d ad ad adbdbd b] 0 1 2 0 1 2 点的精度 、分布 、数量以及纠正范围密切相关 。但它可以均 TX = [ d P dL d H ] 匀的分布拟合误差 ,不仅在地面控制点处拟合精度较高 ,在 对每一个像点可以列出一组如上式所示的误差方程其他点的内插值也没有明显偏移 , 与相邻的地面控制点比 式 。这类误差方程式中含有两类未知数 t 和 X 。其中 t 对 较协调 ,能避免一般多项式模型计算中误差界限明显超过 应于所有影像的仿射变换参数的总和 , X 对应于所有待求 平均误差的现象 。 点的地面坐标 。相应的法方程为 : T T T A A A B A L t 参考文献= T T T L X B B A B B [ 1 ] 张祖勋. 张剑清. 数字摄影测量学[ M ] . 武汉 : 武汉大学出版社 , 对于区域网平差而言 , 由于所涉及的影像数和每幅影1997 . 像的量测像点数有时会很多 , 此时误差方程式的总数是很 [ 2 ] 张剑清 ,潘励 ,王树根. 摄影测量学[ M ] . 武汉 : 武汉大学出版社 ,庞大的 , 但每张影像的仿射变换的参数是固定为 6 个的 , 故 2004 . 未知数 t 的个数远小于未知数 X 的个数 。因此在求解未知 数的过程中 , 可以先消去未知数 X , 求解 t , 然后再求解 X 。