國產光學衛星影像幾何精度研究

李德仁張過蔣永華沈欣，4

國產光學衛星影像幾何精度研究

李德仁1，2張過1，2蔣永華2，3沈欣1，2，4

（1武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室，武漢 430079）（2地球空間信息技術協同創新中心，武漢 430079）（3武漢大學遙感信息工程學院，武漢 430079）（4武漢大學資源與環境科學學院，武漢 430079）

受衛星設計和關鍵硬件制造水平的限制，我國高分辨率光學衛星影像的自主幾何定位精度與國際先進水平仍有一定差距。針對在軌的國產光學衛星的影像幾何精度問題，文章從誤差源分析入手，提出了國產光學衛星影像幾何精度提升理論和方法，通過在衛星數據處理過程中自動檢測、消除包括設備安裝，姿態、軌道測量，相機畸變，時間同步等多種誤差，提高了衛星影像的幾何精度；并對高分辨率衛星數據的幾何精度提升狀況進行了驗證。結果表明：經過所提出的幾何精度提升方法處理后，國產衛星的帶控制點影像幾何定位精度均可達到1.5像素，顯著優于原設計指標。

遙感；光學衛星；幾何精度；精度提升；平行觀測

1 引言

高分辨率衛星遙感影像是國土資源普查、地形測繪、災害應急、國防建設等國家重大任務的重要信息支撐，長期以來，我國一直對高分辨率光學遙感衛星影像數據保持著旺盛需求。自2007年9月成功發射資源一號02B衛星（全色分辨率2.36m）后，我國陸續發射了多顆高分辨率光學衛星，影像分辨率從米級逐步提升至亞米級，使我國自主獲取全球高精度地理信息能力得到大幅提高。

但是，我們也清醒地意識到與國外先進國家相比，國產高分辨率衛星存在著影像幾何精度不足的問題。針對該問題，長期以來有眾多的研究人員對我國高分衛星影像幾何精度提升做了相關研究并取得了一定成果，但鮮有文獻較為系統地研究我國高分衛星影像幾何精度提升方法及幾何精度的驗證。

本文從誤差源分析出發，提出了系統、完善的影像幾何精度提升方法，開展了我國現役在軌主要高分辨率光學衛星影像幾何精度提升試驗，并利用多區域收集的高精度控制點驗證了衛星影像的幾何精度。試驗表明：采用本文提出的“以軟補硬”的數據處理方法處理后，國產衛星的影像幾何精度可得到有效提升。

2 國產高分光學衛星影像幾何精度影響因素分析

作者團隊通過參與多顆國產高分遙感衛星影像幾何處理系統研制，以及深入分析衛星的自身特點，總結了影響高分光學影像幾何精度的主要因素，其主要包括：

（1）國產高分辨率衛星下傳姿態頻率普遍較低（0.25～4Hz），衛星平臺的穩定度多數僅能控制在0.001（°）／s以內，造成了“高頻姿態誤差”。另一方面，由于受星上姿態數值基本計量單位限制（資源1號02C、遙感4號、實踐9號A的姿態數值均以0.005 5°為基本單位，快舟2號、吉林1號A星的姿態數值均以0.005 7°為基本單位），使得測量姿態無法被精確記錄，也造成了“姿態誤差”。

（2）國產早期在軌高分辨率衛星還未采用高精度授時系統，時間同步誤差造成了幾何畸變。

（3）除資源3號衛星外，其余高分辨率衛星均采用較大畸變光學系統，但在軌幾何檢校研究起步較晚，到目前為止固定可用的高精度在軌幾何檢校場數據很少，未經嚴格幾何檢校的高分辨率影像存在較大畸變。

3 國產高分光學衛星影像幾何質量提升方法

3.1 嚴密幾何成像模型

國產高分辨率光學衛星采用線陣推掃成像模式，依據三點共線原理可以構建統一形式的嚴密幾何成像模型［1－3］如下：

由式（1）可知，姿軌測量、設備安裝差誤等均會影響衛星影像幾何精度。考慮到幾何精度包括無控制定位精度提升和帶控制定位精度提升，可將星上的眾多誤差作如下分類：

（1）影響無控制定位精度誤差：包括設備安裝誤差（相機安裝誤差、測姿設備安裝誤差、測軌設備安裝誤差），姿態、軌道測量系統誤差。這些誤差可以通過地面控制點消除。

（2）影響帶控制定位精度誤差：包括相機畸變、高頻姿態誤差、時間同步誤差。由于這些誤差表現為高階畸變或時變特征，通常難以利用地面控制點消除。

針對各類誤差對影像幾何定位精度的影響特性，構建誤差補償模型，提升無控制定位精度和帶控制定位精度。

3.2 提升無控制定位精度

設備安裝誤差包括安裝角誤差及安裝平移誤差，考慮到設備安裝角誤差與姿態測量誤差等效，而安裝平移誤差與軌道測量系統誤差高度相關，可將影響無控制定位精度的誤差統一為角度誤差及平移誤差。國產高分辨率光學衛星載荷普遍為小視場角；而在小視場角推掃成像條件下，線角元素存在較強相關性，同時解求兩者容易引起解的不穩定。且在遙感衛星運行高度，線元素誤差與角元素誤差對幾何定位精度的影響具有等效性，可將線元素誤差等效成姿態角誤差，從而采用偏置矩陣對影響無控制定位精度的眾多誤差進行統一補償［4－6］。

3.3 提升帶控制定位精度

3.3.1 內方位元素檢校——消除相機畸變誤差

國產高分辨率光學衛星均采用多片TDI CCD線陣拼接推掃成像，CCD線陣在焦面的擺放位置如圖1所示；不同衛星重疊像素（Overlap）及沿軌錯位均不同。

圖1 CCD線陣擺放示意圖Fig.1 CCD setting diagram

由于CCD線陣安置精度及相機畸變地面測量的精度有限，衛星在軌后不可避免的存在內方位元素誤差。若針對各顆高分辨率衛星載荷CCD線陣特征對式（1）中的（Δx，Δy）建立不同的畸變模型，以完成在軌內方位元素檢校，工作量非常大。為此，引入指向角模型［6－9］作為高分辨率光學衛星在軌內方位元素檢校的統一模型。

3.3.2 消除高頻姿態誤差／時間同步誤差

由式（1），時間同步誤差可直觀地理解為利用錯誤時刻的“軌道”、“姿態”數據處理當前掃描時刻的影像，實質上可看成時變的軌道誤差、姿態誤差，且變化速率與衛星當前的運行速度、姿態穩定度相關：如果衛星平穩運行，其表現為低頻軌道和姿態誤差；否則為高頻軌道和姿態誤差。由于國產高分辨率光學衛星的姿態穩定度限制，時間同步誤差應等效為高頻軌道和姿態誤差。另外，根據3.2節，國產高分辨率衛星小視場推掃成像條件可以進一步將軌道誤差等效為姿態誤差，因此僅須要考慮消除高頻姿態誤差。

根據圖1所示的CCD線陣布放情況，國產高分辨率光學衛星能夠在非常短時間內在相鄰CCD線陣重疊像素區域對同一地物點成像（圖2）。

假定影像幾何中不存在任何誤差，則圖2中同名像點p0、p1交會于地面同一點S，其中t0為S點第一次成像時刻，t1為S點的第二次成像時刻。內方位元素誤差、高頻姿態誤差及高程誤差均會帶來p0、p1的交會誤差。針對國產高分辨率光學衛星載荷，考慮到圖1中θ1與θ0相差很小（一般不小于0.5°），當利用全球90m航天飛機地形測量任務（SRTM）數據輔助p0、p1交會時，高程誤差對交會誤差的影響可以忽略不計。因此，在完成高精度在軌內方位元素檢校后，通過在相鄰CCD影像重疊像素區域獲取同名點，可以依據該原理探測并消除高頻姿態誤差［6］。

圖2 平行觀測Fig.2 Parallel observation

3.4 提升幾何精度流程

綜上所述，提升國產高分辨率光學衛星影像幾何精度的流程如下：

（1）收集高精度幾何檢校場區域的所有衛星影像；

（2）利用高精度幾何檢校場控制數據，按上述3.2節方法解算偏置矩陣用以提升無控制定位精度；

（3）利用（2）中解算的偏置矩陣，按照3.3.1節方法進行內方位元素檢校；

（4）完成（2）、（3）步驟后，統計各景影像的定位殘差；如果定位殘差普遍存在類高頻的時變特性，則按3.3.2節方法利用平行觀測進行高頻姿態誤差檢測、補償處理。

4 結果與分析

4.1 驗證數據及提升方法

本文利用覆蓋檢校場區域的各高分辨率光學衛星影像進行在軌檢校獲取外、內方位元素檢校參數，用以提升其余區域的無控制、帶控制定位精度，針對存在高頻姿態誤差或時間同步誤差的國產高分衛星，采用高精度配準算法，在相鄰CCD上獲取同名像點用以消除誤差，不需要額外的控制數據。主要控制數據是，登封檢校場和天津檢校場的1∶2000數字正射影像（DOM）和數字高程模型（DEM），其中，登封檢校場數據采集于2010年，區域內基本是平原，在西南角存在高差600m的山地，覆蓋范圍為50km×50km；天津檢校場數據采集于2008年，區域內均為平地，高差小于12m，具體數據見圖3。

圖3 用于幾何質量提升的控制數據Fig.3 Control data used for geometric quality improvement

利用1∶2000河南、天津檢校場控制數據對主要國產高分辨率光學衛星定位精度進行分析，最終確定具體提升方法如表1所示。

表1 國產高分辨率光學衛星影像幾何質量提升路線圖Table 1 Roadmap of image geometric qualityimprovement for domestic high resolution optical satellites

4.2 提升無控制定位精度驗證

利用成像于2012－03－27的遙感12號衛星數據及登封檢校場控制數據解求偏置矩陣，用該偏置矩陣補償不同成像時間、不同區域的遙感12號衛星影像，利用高精度控制數據評價其幾何定位精度如表2所示。

表2 提升遙感12號衛星無控制定位精度驗證Table 2 Verification of positioning precision improvement of YG－12image without control points

由表2，利用2012－03－27獲取的檢校偏置矩陣，多數景無控制定位精度均優于50m，但2012－01－03和2012－10－18兩景無控制定位精度較差。通過對試驗影像遙測數據分析發現，除2012－01－03景、2012－10－18景影像星上定姿模式分別為3、4外，其余景星上定姿模式均為2；遙感12號衛星星上搭載有三個星敏感器（A、B、C），其成像通常采用側擺模式，星上根據各星敏感器觀測恒星情況選擇其中兩個星敏感器進行姿態確定，由于不同星敏感器組合對應的星敏感器安裝誤差不同，因此不同定姿模式下無法進行偏置矩陣補償。

同樣的，利用成像于2013－03－05的遙感14號衛星影像及登封檢校場控制數據解求偏置矩陣，其對提升無控制定位精度驗證見表3。

表3 提升遙感14號無控制定位精度的驗證Table 3 Verification of positioning precision improvement of YG－14image without control points

由表3可見，僅僅采用2013－03－05景獲取的偏置矩陣補償，不同時間成像的四景影像無控制定位精度均優于100m；值得注意的是，除2012－10－27景外，其余景無控制定位精度均優于20m。考慮到遙感14號衛星在常態模式下采用側擺成像，成像環境變化劇烈，載荷安裝等系統性誤差會因環境變化而變化，因此偏置矩陣具有一定時效性；由于2012－10－27景相隔2013－03－05景較遠，星上系統誤差可能發生改變，導致補償后無控制定位精度并不很高；而其余三景與2013－03－05景時間間隔不超過半年，補償后的無控制定位精度較高。因此，可以采用每隔較短時間（如半年）進行一次檢校獲取偏置矩陣，以保障無控制幾何定位精度。

采用2012－02－03景資源3號01星正視影像解求偏置矩陣后，無控制定位精度優于20m，如表4所示。

表4 提升資源3號01星正視無控制定位精度驗證Table 4 Verification of positioning precision improvement of ZY3－01／NAD image without control points

但是，同樣的無控制定位精度提升方法并沒有在遙感4號、資源1號02C／全色、實踐9號A／全色得到好的提升結果。表5中以資源1號02C／全色為例，可以看到無控制定位精度低，且很不穩定。事實上，遙感4號、資源1號02C、實踐9號A三顆衛星星上均搭載有星敏感器，能以較高精度測量衛星在J2000坐標系下的姿態四元數；但衛星設計方為便于姿軌控制，在星上利用地面注入的預報軌道根數將姿態四元數轉換成了軌道坐標下的歐拉角，并下傳至地面用于后續幾何處理；由于所采用的預報軌道根數精度有限，導致轉換后的歐拉角精度低，使得這三顆衛星無控制定位精度很差。由于這三顆衛星均未下傳原始測量的姿態四元數，采用同樣的處理方法難以進一步提升、驗證其無控制定位精度。目前主要采用收集的全球控制數據維持這三顆衛星的影像幾何定位精度。

表5 提升資源1號02C／全色無控制定位精度驗證Table 5 Verification of positioning precision improvement of ZY1－02Cpanchromatic image without control points

4.3 提升帶控制定位精度驗證

為驗證帶控制定位精度，同步收集了我國境內多個區域的控制數據及高分辨率光學衛星影像；驗證試驗涉及的控制區域如圖4所示。

圖4 帶控制定位精度提升驗證區域Fig.4 Improvement verification district with control points

4.3.1 消除相機畸變誤差

主要國產高分辨率光學衛星中，除了資源3號01星各個載荷采用無畸變光學系統，內方位元素誤差較小，其余各顆衛星均存在較大光學系統畸變，須要經過高精度在軌內方位元素檢校，消除影像高階畸變，提升帶控制定位精度。

收集各顆高分辨率光學衛星覆蓋登封、天津控制區域的影像，采用高精度配準算法在影像上獲取大量均勻分布的高精度控制點，對各顆衛星載荷內方位元素進行檢校，其檢校精度評價如表6所示。

表6中，EO、IO分別表示未消除相機畸變和消除相機畸變后解算偏置矩陣的精度；其中，EO精度體現了相機畸變量級，而IO體現了在軌內方位元素檢校精度。由于資源3號01星各個載荷采用無畸變光學系統，其NAD相機的實驗室測量內方位元素精度優于0.3像素，經過在軌幾何檢校后精度提升至0.2像素；而其余各顆高分辨率光學衛星相機畸變較大（15～100像素），這主要是因為：①早期發射衛星在地面階段并未對相機參數進行嚴格測量，因此初始內方位元素誤差大；②早期發射衛星沒有進行充分的溫控設計，發射在軌后相機參數發生變化。同時可看到，采用高精度控制數據，各顆衛星在軌內方位元素檢校精度均優于0.8像素，其精度主要受限于影像配準精度（依賴于檢校影像的清晰程度、適合配準程度）。為突出相機畸變消除效果，圖5以遙感4號衛星為例，對比了內方位元素檢校前后的帶控制定位精度。由圖5（a）可看到，由于各片CCD獨立安裝于焦面不同位置，各片CCD畸變誤差不同；通過內方位元素檢校后，圖5（b）已不再具備相機畸變特征。

表6 國產高分辨率光學衛星內方位元素檢校精度Table 6 Calibration result of inner orientation elements of domestic high resolution optical satellite像素

圖5 遙感4號在軌內方位元素檢校殘差圖Fig.5 Residual of onboard inner orientation elements calibration of YG－4

4.3.2 消除高頻姿態誤差／時間同步誤差

如表1所示，高分辨率光學衛星須要進一步消除高頻姿態誤差或時間同步誤差。下文以遙感12號衛星為例，給出消除其時間同步誤差的結果。

由圖2所知，若存在時間同步誤差，相鄰CCD同名點將無法交會于地面同一點；因此，可以通過比較消除時間同步誤差前后相鄰CCD交會精度來評價精度。表7中收集了天津、登封區域四景遙感12號影像，對比了消除時間同步誤差前后的同名點交會精度。

表7 同名點交會誤差Table 7 Rendezvous error of homonymy points

由表7，消除時間同步誤差后，同名點交會精度得到很大提升，垂軌、沿軌方向均優于0.3像素；圖6以2012－04－17天津景給出了同名點交會殘差對比圖，可以明顯看到時間同步誤差引起的影像內部畸變非常復雜，即使有足夠地面控制點也難以消除；而通過本文提升方法，在無須額外地面控制點的條件下消除了時間同步誤差，提升了影像內部精度。

圖6 2012－04－17天津景同名點交會誤差Fig.6 Rendezvous error of homonymy points in 2012－04－17Tianjin image

4.3.3 拼接影像定向精度驗證

由于國產高分辨率光學衛星載荷CCD線陣均按圖1所示布放，須要對各顆高分光學衛星原始影像進行拼接后才能后續應用。按表1所示步驟消除各顆高分辨率光學衛星成像幾何誤差后，本文采用虛擬重成像技術［7－8］生成拼接影像及有理多項式系數（RPCs）：

顯然，拼接影像的拼接效果及RPCs定位精度完全依賴于嚴密幾何成像模型的幾何定位精度。可以直接評價RPCs帶控制定位精度，以驗證提升后的幾何定位精度，如表8～表13所示。本文采用基于RPC的像面仿射模型［3，10－15］作為定向模型評價帶控制幾何定位精度。

其中，控制點數量超過100的均是采用高精度配準算法從DOM上配準獲取。

由表8到表13可知，除遙感4號衛星外，其余各顆衛星四個控制點的定位精度均優于1.5像素，其中資源3號01星正視影像帶控制定位精度最高，優于0.5像素，這一方面是因為資源3號01星成像時能很好地保持平穩運行，另一方面也是因為其采用的①、③類型控制點精度較高。而對遙感4號衛星，其天津景、登封景的稀少控制點定位精度均優于1像素，但其余區域稀少控制點定位精度在1.5～2像素，深入分析發現主要是受限于控制點像點坐標精度：由于遙感4號衛星影像成像模糊，輻射質量較低（如圖7所示），加大了控制點選取難度，因此人工選取的控制點精度較低。

圖7 遙感4號衛星影像局部示意圖Fig.7 Local image of YG－4

表8 提升遙感4號帶控制定位精度驗證Table 8 Verification of positioning precision improvement of YG－4image with control points

表9 提升遙感12號帶控制定位精度驗證Table 9 Verification of positioning precision improvement of YG－12image with control points

表10 提升資源1號02C／全色帶控制定位精度驗證Table 10 Verification of positioning precision improvement of ZY1－02Cpanchromatic image with control points

表11 提升資源3號01／正視帶控制定位精度驗證Table 11 Verification of positioning precision improvement of ZY3－01／NAD image with control points

表12 提升遙感14號帶控制定位精度驗證Table 12 Verification of positioning precision improvement of YG－14image with control points

表13 提升實踐9A帶控制定位精度驗證Table 13 Verification of positioning precision improvement of SJ－9Aimage with control points

總而言之，經過帶控制定位精度提升方法處理后，我國各顆高分辨率光學衛星帶控制幾何定位精度基本優于1.5像素，與控制精度相當。說明本文方法針對我國高分辨率光學衛星缺陷能夠較好地消除幾何誤差。

5 結論

本文識別出了當前我國主流高分辨率光學衛星影像存在的幾何誤差源，建立了我國高分辨率光學衛星的統一嚴密幾何成像模型，針對星上穩定性系統誤差及高頻誤差特征，系統地提出了我國高分辨率光學衛星無控制／帶控制定位精度提升方法及流程。試驗部分收集了多時段、多區域的各顆高分辨率光學衛星影像數據，試驗結果表明：

（1）針對無控制定位精度提升，合理確定遙感12號、資源3號01星、遙感14號衛星求取偏置矩陣的周期，可以使三顆衛星保持較高精度的無控制定位精度；而對于遙感4號、資源1號02C、實踐9號A三顆衛星，由于星上轉換誤差大，難以用偏置矩陣的方法提升無控制定位精度，當前僅能采用全球控制點庫保障其無控制定位精度。

（2）而對于帶控制定位精度，雖然我國高分辨率光學衛星有不同的設計指標要求，存在時間同步誤差大、姿態遙測數據精度低等問題，但采用本文所提供的提升方法后，當前主流高分辨率光學衛星的帶控制定位精度基本優于1.5像素，達到與控制精度相當的程度。

試驗結果表明：在衛星設計和硬件水平受限條件下，通過“以軟補硬”的誤差處理方法，國產高分辨率光學衛星仍然可以達到較高的幾何定位精度。隨著我國航天技術的穩步提升和衛星檢校場等基礎設施的不斷完善，相信在不久的將來，我國高分辨率光學衛星整體技術水平將有更大的提高。

（References）

［1］袁修孝，張過.缺少控制點的衛星遙感對地目標定位［J］.武漢大學學報（信息科學版）2003，28（5）：505－509 Yuan Xiuxiao，Zhang Guo.Object location of satellite imagery under lacking ground control points［J］.Geomatics and Information Science of Wuhan University，2003，28（5）：505－509（in Chinese）

［2］袁修孝，張過，吳春華.缺少控制點的衛星遙感影像外推定位［J］.武漢大學學報（信息科學版），2005，30（7）：575－579Yuan Xiuxiao，Zhang Guo，Wu Chunhua.Extrapolative location of high resolution remote sensing imageries［J］.Geomatics and Information Science of Wuhan University，2005，30（7）：575－579（in Chinese）

［3］張過.缺少控制點的高分辨率衛星遙感影像幾何糾正［D］.武漢：武漢大學，2005 Zhang Guo.Rectification for high resolution remote sensing image under lack of ground control points［D］.Wuhan：Wuhan University，2005（in Chinese）

［4］祝小勇，張過，唐新明，等.資源一號02B衛星影像幾何外檢校研究及應用［J］.地理與地理信息科學，2009（3）：16－18，27 Zhu Xiaoyong，Zhang Guo，Tang Xinmin，et al.Research and application of CBRS02Bimage geometric exterior calibration［J］.Geography and Geo－Information Science，2009（3）：16－18，27（in Chinese）

［5］張過，袁修孝，李德仁.基于偏置矩陣的衛星遙感影像系統誤差補償［J］.遼寧工程技術大學學報，2007（4）：517－519 Zhang Guo，Yuan Xiuxiao，Li Deren.Redressing system error in satellite image based on bias matrix［J］.Journal of Liaoning Technical University，2007（04）：517－519（in Chinese）

［6］蔣永華，張過，唐新明，等.資源三號測繪衛星多光譜影像高精度譜段配準［J］.測繪學報，2013，42（6）：884－890，897 Jiang Yonghua，Zhang Guo，Tang Xinming，et al.Research on the high accuracy band－to－band registration method of ZY－3multispectral image［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2013，42（6）：884－890，897（in Chinese）

［7］張過，劉斌，江萬壽，等.推掃式光學衛星遙感影像產品三維幾何模型研究及應用［J］.遙感信息，2011（2）：58－62 Zhang Guo，Liu Bin，Jiang Wanshou，et al.Study and application of three－dimension geometric model of products of push－broom optical satellite image［J］.Remote Sensing Information，2011（2）：58－62（in Chinese）

［8］潘紅播，張過，唐新明，等.資源三號測繪衛星傳感器校正產品幾何模型［J］.測繪學報，2013，42（4）：516－522 Pan Hongbo，Zhang Guo，Tang Xinming，et al.The geometrical model of sensor corrected products for ZY－3 satellite［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2013，42（4）：516－522（in Chinese）

［9］唐新明，張過，祝小勇，等.資源三號測繪衛星三線陣成像幾何模型構建與精度初步驗證［J］.測繪學報，2012，41（2）：191－198 Tang Xinming，Zhang Guo，Zhu Xiaoyong，et al.Triple linear－array imaging geometry model of Ziyuan－3sur－veying satellite and its validation［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2012，41（2）：191－198（in Chinese）

［10］張過，厲芳婷，江萬壽，等.推掃式光學衛星影像系統幾何校正產品的3維幾何模型及定向算法研究［J］.測繪學報，2010，39（1）：34－38 Zhang Guo，Li Fangting，Jiang Wanshou，et al.Study of three－dimensional geometric model and orientation algorithm for systemic geometric correction product of push－broom optical satellite image［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2010，39（1）：34－38（in Chinese）

［11］張過，李德仁，袁修孝，等.衛星遙感影像的區域網平差成圖精度［J］.測繪科學技術學報，2006，23（4）：239－241，245 Zhang Guo，Li Deren，Yuan Xiuxiao，et al.The mapping accuracy of satellite imagery block adjustment［J］.Journal of Geomatics Science and Technology，2006，23（4）：239－241，245（in Chinese）

［12］汪韜陽，張過，李德仁，等.資源三號測繪衛星影像平面和立體區域網平差比較［J］.測繪學報，2014，43（4）：389－395，403 Wang Taoyang，Zhang Guo，Li Deren，et al.Comparison between plane and stereo block adjustment for ZY－3satellite images［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2014，43（4）：389－395，403（in Chinese）

［13］汪韜陽，張過，李德仁，等.衛星遙感影像的區域正射糾正［J］.武漢大學學報（信息科學版），2014，39（7）：838－842 Wang Taoyang，Zhang Guo，Li Deren，et al.block ortho－rectification for satellite images［J］，Geomatics and Information Science of Wuhan University，2014，39（7）：838－842（in Chinese）

［14］張過，潘紅播，唐新明，等.資源三號測繪衛星長條帶產品區域網平差［J］.武漢大學學報（信息科學版），2014，39（9）：1098－1102 Zhang Guo，Pan Hongbo，Tang Xinming，et al.Block adjustment of ZY－3long strip scenes［J］，Geomatics and Information Science of Wuhan University，2014，39（9）：1098－1102（in Chinese）

［15］張過，汪韜陽，李德仁，等.軌道約束的資源三號標準景影像區域網平差［J］.測繪學報，2014，43（11）：1158－1164 Zhang Guo，Wang Taoyang，Li Deren，et al.Block Adjustment for ZY－3satellite standard imagery based on strip constraint［J］.Acta Geodatica et Cartographica Sinica，2014，43（11）：1158－1164（in Chinese）

（編輯：張小琳）

Research on Image Geometric Precision of Domestic Optical Satellites

LI Deren1，2ZHANG Guo1，2JIANG Yonghua2，3SHEN Xin1，2，4
（1State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying，Mapping and Remote Sensing，Wuhan University，Wuhan 430079，China）（2Collaborative Innovation Center of Geospatial Technology，Wuhan 430079，China）（3School of Remote Sensing and Information Engineering，Wuhan University，Wuhan 430079，China）（4School of Resource and Environmental Sciences，Wuhan University，Wuhan 430079，China）

Because of the defects in satellite design and key hardware manufacturing，there is still a certain gap in our image geometric precision compared with the advanced level.Aiming at improving geometric precision of domestic high resolution optical satellites，some domestic satellite image geometric precision upgrading theory and methods are presented；by detecting and eliminating various kinds of error including equipment installation error，attitude and orbit measurement error，camera distortion，time synchronization errors and other errors in data processing flow，the geometric precision of satellite images has been significantly improved；some geometric precision improvement experiments are executed；via the proposed geometric processing，the geometric precision of theses satellite images can be improved to be better than 1.5pixel，which is higher than the designed accuracy of the satellite.

remote sensing；domestic optical satellite；geometric precision；precision improvement；parallel observation

P23

：ADOI：10.3969／j.issn.1673－8748.2016.01.001

2015－12－01；

：2016－01－08

國家自然科學基金（91538106，41501503，41201361，41501383），測繪地理信息公益性行業科研專項（201512022）

李德仁，男，中國科學院院士，中國工程院院士，武漢大學教授，博士生導師，著名攝影測量與遙感學家。曾任武漢測繪科技大學校長、中國測繪學會理事長。主要從事以遙感（RS）、全球衛星定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS）為代表的空間信息科學與技術研究工作。Email：guozhang＠whu.edu.cn。