【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星载激光测高仪在轨几何检校，特别是涉及一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法。
技术介绍
1、在轨几何检校试验的成功开展是星载激光测高仪获得高精度测高数据的必要条件之一。在具有激光原始数据的情况下，可以直接采用地形匹配或基于地面探测器的方法获得高精度的激光检校参数，进一步获得激光测高数据；但是在某些情况下，只能获取到卫星激光测高产品。
2、对地观测卫星激光雷达按照工作模式可分为线性体制卫星激光雷达和单光子体制卫星激光雷达。在激光器方面，线性体制选用nd:yag(固态激光器)，单光子体制选用光纤激光器；在脉冲波长方面，线性体制多以1064nm波长为主，而单光子体制选用对光子敏感性更高的532nm波段；在脉冲重复频率方面，单光子体制发射频率更高，从而具备更高的沿轨分辨率；在高程精度方面，单光子体制较线性体制具备更高的测量精度，提高了在坡度较大或较粗糙表面(如裂隙)上的测距精度。在应用领域方面，光子体制激光雷达系统提升了测量植被高度，大区域统计植被生物量现状和变化规律的技术能力。
3、激光测距仪是当前对地观测卫星常用的载荷，其在卫星发射过程中会产生测距、指向角、质心偏移、系统时钟同步等多项误差，影响激光测距精度。当前国内外卫星激光测距仪几何标定经验包括可划分为有源和无源两大类，其中，有源标定方式包括基于地面有源探测器的卫星激光几何标定、基于机载红外相机成像的卫星激光几何标定，无源标定方式包括基于卫星姿态机动的卫星激光几何标定、基于仿真波形匹配的卫星激光几何标定和基于自然地表匹配的卫星激光
4、通过标定方法原理对比可知，有源标定是通过引入已知的参考信号或标定物体来进行传感器标定，这种方法可以提供准确的参考信号，从而实现高精度的标定结果，但有源标定通常需要使用额外的设备或标定物体，可能涉及更多的成本和复杂性，此外，有源标定可能受到环境干扰或设备故障的影响，因此需要进行仔细的校准和控制。无源标定是在没有引入外部信号或标定物体的情况下进行传感器标定，这种方法不需要额外的设备或标定物体，通常通过使用传感器自身的特征或环境中的自然信号来进行标定。基于地形匹配的激光标定是无源标定方法中较为常用的方法，但是基于地形匹配的方法仍存在很多技术瓶颈，由于精度较低，目前仅作为粗标定技术使用，且仅能标定激光指向参数，导致检校方法难以满足高精度测高产品生产的需要，因此针对该方法需要开展优化研究，提升激光测高精度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，引入地形坡度因子，并能够同时对全参数指向和测距或平面和高程同时开展标定，为卫星激光在轨标定提供可靠的手段。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，包括以下步骤：
4、步骤1，批量输入若干对输入对地观测卫星激光测高数据(bi,li,hi)，该激光测高数据(bi,li,hi)为激光测高产品数据或激光原始数据，若为激光原始数据，则需要对该数据进行处理，得到对应的激光测高产品数据；
5、步骤2，计算每一个激光测高数据(bi,li,hi)对应的地形坡度si；
6、步骤3，按照地形坡度si对激光测高数据进行分类判断，坡度在区间[0,5°)内定义为平坦坡度区域af，坡度在[5°,60°)内定义为复杂坡度区域ac，对于地形坡度si对于不属于平坦坡度区域af和复杂坡度区域ac的激光测高数据，直接舍弃，不参与后续的标定处理；
7、步骤4，对于复杂坡度的激光测高数据，考虑到激光测高数据本身可能存在定位偏差，需将激光测高数据周围的地物信息作为输入，计算地物饱和度，不同的地物饱和度赋对应的权值qq；
8、步骤5，将平坦坡度的激光测高数据和引入权值qq的复杂坡度的激光测高数据带入到激光全参数解算公式中进行处理；
9、步骤6，根据输入数据的形式，输出对应的修正值，如果输入的是激光原始数据，则检校后的输出参数为激光指向和测距的修正值；如果输入的是激光测高产品数据，则检校后的输出参数为激光平面和高程修正值
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1还包括；
11、步骤1.1，对于激光原始数据，构建严密卫星激光测高数据处理几何模型，并工程化为激光测高数据处理软件，利用该软件处理激光原始数据；
12、步骤1.2，对于输入的或经步骤1.1处理后得到的激光测高数据，公开高程数据的高程差值绝对值δh，公开高程数据宜采用全球30米格网的aw3d30数据，当δh>30米时，舍弃该激光测高数据，其他的保留参与后续计算。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤1.1中，构建激光测高数据处理几何模型时，采用如下公式：
14、公式一：
15、
16、公式二：
17、
18、式中：
19、——激光地面点在地球固定地面参考系itrf下的坐标；
20、——卫星质心在地球固定地面参考系itrf下的坐标；
21、——空间固定惯性参考系icrf向地球固定地面参考系itrf；
22、——卫星本体坐标系bod向空间固定惯性参考系icrf的转换矩阵；
23、——激光发射参考点与卫星质心间的卫星本体坐标系bod下的固定偏移量；
24、——激光发射参考点与卫星质心间卫星本体坐标系bod下的偏移变化量；
25、ρ0——为激光测距值，由激光测距单元测得；
26、dρatm——大气校正值；
27、α——为激光出光轴在本体坐标系xoy面投影与x轴正方向的夹角；
28、β——为激光出光轴与其在xoy面的投影线的夹角。
29、——经纬度格式下的激光测高数据；
30、——将地球固定坐标系下的激光点坐标转换为经纬度坐标系下的激光点坐标；
31、dρtides——潮汐改正值。
32、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤2中，坡度的计算公式如下：
33、
34、式中，rlaser表示激光光斑的地面直径，ecal表示激光光斑的地面定位误差，hhigh和hlow分别表示激光测高数据(bi,li,hi)附近的高程最大值和最小值。
35、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤4中，
36、地物饱和度satq采用地表三维面积s3dq与地表投影面积s2dq的比值来计算，公式如下：
37、
38、不同的地物饱和度采用如下公式赋予对应的权值，公式：
39、
40、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括以下步骤
41、步骤7：如果步骤1中输入的是激光原始数据，则需要综合考虑卫星平台质心、激光器发射位置、gps天线以及地球椭球面的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤1还包括：
3.根据权利要求2所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤1.1中，构建激光测高数据处理几何模型时，采用如下公式：
4.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤2中，坡度的计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤4中，
6.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，还包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，还包括步骤7，如果输入的是激光测高产品数据，则需要将激光测量值加上激光平面和高程修正值对激光测高产品数据进行标定处理，矩阵形式见公式：
【技术特征摘要】
1.一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤1还包括：
3.根据权利要求2所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤1.1中，构建激光测高数据处理几何模型时，采用如下公式：
4.根据权利要求1所述的一种顾及地形坡度的对地观测卫星激光全参数检校方法，其特征在于，所述步骤2中，坡度...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫凡，谢俊峰，周平，窦显辉，徐超鹏，赵利平，杨晓梦，夏浩冉，张方旭，吕鑫，
申请(专利权)人：自然资源部国土卫星遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：
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