【摘要】：目前,世界主要軍事強(qiáng)國(guó)都在致力于戰(zhàn)略預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè),而天基預(yù)警系統(tǒng)是戰(zhàn)略預(yù)警體系的重要組成部分。天基光學(xué)圖像的幾何校正技術(shù)是天基預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),圖像的校正精度直接影響后續(xù)幾何定位、目標(biāo)檢測(cè)和目標(biāo)跟蹤等環(huán)節(jié)的效果。控制點(diǎn)(Control Points,CPs)的選取是圖像幾何校正處理中關(guān)鍵的一步,如何利用控制點(diǎn)對(duì)天基光學(xué)圖像進(jìn)行更加精確的校正是本文關(guān)注的問(wèn)題。在遙感圖像幾何校正領(lǐng)域,大部分應(yīng)用場(chǎng)景都采用地面控制點(diǎn)(Ground Control Points,GCPs)來(lái)進(jìn)行幾何校正。由于受光照的變化,季節(jié)改變,云層遮擋等因素的影響,GCPs有時(shí)無(wú)法觀測(cè)到�？紤]到恒星在空間中的位置和輻射性能穩(wěn)定,本文采用恒星作為控制點(diǎn)進(jìn)行天基光學(xué)圖像的幾何校正。恒星控制點(diǎn)(Star Control Points,SCPs)優(yōu)選技術(shù)是指在恒星點(diǎn)數(shù)目充足的情況下,對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行篩選的過(guò)程。既要求篩選出的控制點(diǎn)提取精度較高,又要保證控制點(diǎn)均勻分布�？刂泣c(diǎn)優(yōu)選的目的是為了提高幾何校正的精度和準(zhǔn)確度,因此可以用幾何校正的精度來(lái)評(píng)價(jià)優(yōu)選結(jié)果好壞。本文的研究重心是在天基光學(xué)圖像幾何校正領(lǐng)域,針對(duì)恒星作為控制點(diǎn)的情況,對(duì)恒星控制點(diǎn)優(yōu)化和篩選的技術(shù)。(1)介紹了和圖像幾何校正緊密相關(guān)的基本方法和原理。這些理論有幾何校正原理、天基傳感器成像模型、衛(wèi)星基本坐標(biāo)系定義以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系、影響幾何校正精度的主要因素等內(nèi)容。(2)針對(duì)視場(chǎng)內(nèi)可見(jiàn)恒星數(shù)量較少的情況,提出了基于交叉驗(yàn)證(Cross Validation,CV)的恒星控制點(diǎn)優(yōu)選技術(shù)。首先,分析了衛(wèi)星在高軌軌道下對(duì)恒星的觀測(cè)能力,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可見(jiàn)的恒星點(diǎn)數(shù)能夠滿足幾何校正的基本需求。然后,分析了恒星控制點(diǎn)數(shù)量和空間分布對(duì)幾何校正精度的影響,得到了關(guān)于控制點(diǎn)選取的有益結(jié)論。最后,討論了基于交叉驗(yàn)證原理的恒星控制點(diǎn)優(yōu)選算法,明確了恒星控制點(diǎn)優(yōu)選的流程,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法在幾何校正精度提高方面有較好的表現(xiàn)。(3)針對(duì)視場(chǎng)內(nèi)可見(jiàn)恒星數(shù)量較多的情況,提出了基于隨機(jī)抽樣一致性(RANdom SAmple Consensus,RANSAC)算法的恒星控制點(diǎn)優(yōu)選技術(shù)。首先,討論了RANSAC原理,并作了基于RANSAC算法擬合直線模型和橢圓模型的實(shí)驗(yàn)。然后,分析了CV算法和RANSAC算法的時(shí)間復(fù)雜度。最后,在充分研究RANSAC算法原理的基礎(chǔ)上,給出了RANSAC算法在恒星控制點(diǎn)優(yōu)選技術(shù)上的應(yīng)用過(guò)程。
【圖文】：

SBIRS的組成

國(guó)防科技大學(xué)研究生院工學(xué)碩士學(xué)位論文，SBIRS—High 部分由地球同步軌道(SBIR圓軌道(SBIRS—HEO，運(yùn)行周期為 12 小時(shí) 顆定點(diǎn)于赤道上空的地球靜止軌道衛(wèi)星，4BIRS—GEO 對(duì)南極、北極以及高緯度地區(qū)的HEO 衛(wèi)星部分，主要用來(lái)監(jiān)視北半球高緯度軌道衛(wèi)星，軌道的近地點(diǎn)在南極附近，遠(yuǎn)地載有掃描型傳感器如圖 1.2 所示，此外通�？梢�(jiàn)光傳感器。衛(wèi)星監(jiān)視空間目標(biāo)一般可以器實(shí)時(shí)掃描，利用火箭的尾焰來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，。SBIRS—HEO 衛(wèi)星由于采用莫尼亞軌道(M緯度地區(qū)時(shí)，運(yùn)行速度非常慢，，近似為“準(zhǔn)區(qū)較長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)覆蓋能力[9]。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;O43;E92

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本文編號(hào)：2643298