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高分六号宽幅相机在轨几何定标及精度验证

王密¹, 郭贝贝¹, 龙小祥², 薛麟¹, 程宇峰³, 金淑英¹, 周晓⁴     

1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430079;
2. 中国资源卫星应用中心, 北京 100094;
3. 中国航天科工集团八五一一研究所, 江苏 南京 210007;
4. 中国科学院电子学研究所, 北京 100190

收稿日期：2019-06-26；修回日期：2019-10-28

基金项目：国家重点研究发展计划（2016YFB0501402）；国家杰出青年科学基金（61825103）；国家自然科学基金（41971422）

第一作者简介：王密(1974-), 男, 博士, 教授, 研究方向为高分辨率光学遥感卫星数据处理。E-mail:[e-mail]

通信作者：郭贝贝, E-mail: [e-mail]

摘要：高分六号宽幅相机能够实现单相机成像幅宽优于800 km，对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。在轨几何定标是光学遥感卫星几何处理的关键环节，直接影响影像的几何质量。本文充分考虑高分六号宽幅相机超大视场的畸变特性以及多谱段的成像特点，提出宽幅相机在轨几何定标方法，采用基于探元指向角的几何定标模型补偿宽幅相机系统误差，通过绝对定标和相对定标方法联合估计各波段的内外定标参数。利用Landsat 8影像、资源三号DSM为参考数据，对宽幅相机进行绝对定标处理，再利用ASTER GDEM为参考数据进行相对定标处理，其几何定标结果表明，高分六号宽幅影像绝对定位精度在3像素左右，内部几何精度能稳定在1像素，且波段间配准精度在0.3像素以内，表明在轨几何定标后高分六号宽幅影像几何质量得到了明显的提升。

关键词：宽幅相机    绝对定标    相对定标    定位精度    配准精度    

On-orbit geometric calibration and accuracy verification of GF-6 WFV camera

WANG Mi¹, GUO Beibei¹, LONG Xiaoxiang², XUE Lin¹, CHENG Yufeng³, JIN Shuying¹, ZHOU Xiao⁴     

1. State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, Wuhan University, Wuhan 430079, China;
2. China Center for Resources Satellite Date and Application, Beijing 100094, China;
3. China Aerospace Science & Industry Corp 8511 Research Institute, Nanjing 210007, China;
4. Institute of Electrics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Foundation support: The National Key Research and Development Program of China (No. 2016YFB0501402); The National Science Fund for Distinguished Young Scholars (No. 61825103); The National Natural Science Foundation of China (No. 41971422)

First author: WANG Mi(1974—), male, PhD, professor, majors in high-resolution optical satellite imagery data processing.E-mail:[e-mail].

Corresponding author: GUO Beibei, E-mail: [e-mail].

Abstract: The wide field of view(WFV) camera on GF-6 satellite can achieve the swath width up to 800 km by single camera, which has unique advantages for large-scale surface observation and environmental monitoring. On-orbit geometric calibration is a key technology of optical remote sensing satellite geometric processing, and directly affects the geometric quality of images. Considering the distortion characteristics of the ultra-large field of view and the imaging characteristics of multi-spectral bands for WFV camera, this paper proposes a method of on-orbit geometric calibration for WFV camera. The system errors of WFV camera are compensated by a geometric calibration model based on detector direction angle, and the calibration parameters of each band are estimated jointly by absolute calibration and relative calibration methods. Using Landsat 8 digital orthophoto image, ZY-3 digital surface modeland ASTER GDEM as reference data, the absolute calibration and relative calibration of WFV camera are processed. The geometric calibration results show that the absolute positioning accuracy of WFV image is about 3 pixels, the internal geometric accuracy is within 1 pixel, and the band-to-band registration accuracy is better than 0.3 pixels, which show that the geometric quality of GF-6 WFV camera has been significantly improved after on-orbit geometric calibration.

Key words: WFV camera    absolute calibration    relative calibration    positioning accuracy    registration accuracy    

高分六号(GF-6)卫星是中国高分专项规划中的一颗光学遥感卫星，是中国首颗精准农业观测的高分卫星，结合了高分辨率和宽视场的成像特点。卫星于2018年6月2日在中国酒泉发射中心成功发射，运行在高度约644.5 km的太阳近极地圆形轨道。星上搭载了两台相机，一台2 m全色/8 m多光谱高分辨率相机和一台16 m多光谱中分辨率宽视场成像相机(宽幅相机)。GF-6卫星发射后与高分一号(GF-1)卫星组网，其不同于GF-1卫星4台相机形成800 km的成像幅宽^[1]，GF-6卫星宽幅相机能够实现单相机成像幅宽优于800 km，为国际同类卫星观测幅宽的最高水平，对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。

卫星发射及运行过程中空间环境复杂多变，造成几何成像参数的实验室检校值与在轨真实值存在较大的误差^[2]，直接影响影像的几何处理精度，难以保证后续遥感应用的准确性。在轨几何定标可对内外方位元素重新进行精确标定，旨在消除和补偿卫星平台外部系统误差和相机内部系统误差，是光学遥感卫星实现高精度几何定位的关键环节^[3-9]。资源一号(ZY-1)02B/02C^[10-11]、资源三号(ZY-3)^[12]、IKONOS^[13]、ALOS^[14]、OrbView3^[15]等国内外卫星均采用相机安装矩阵和探元指向角模型分别描述和补偿外部和内部系统误差，通过基于定标场的在轨几何定标方法对在轨运行时的几何成像参数进行了精确标定，可消除和补偿内外系统误差，进而实现了高精度的几何定位。这种定标方法依赖于高精度的定标场数据，对于多光谱相机，如果采用这种基于定标场的几何定标方法对各波段分别进行定标，分时成像的各波段成像状态不同，难以保证波段间的配准精度。文献[16]提出一种无需地面实际定标场的相对定标方法。该方法选择一个已定标的波段作为参考，对波段间的相对几何畸变进行标定和补偿，基于几何关系实现了ZY-3卫星多光谱相机波段间高精度配准，相较于图像匹配的像方配准方法，这种基于几何的物方配准方法不受限于影像质量，且在理论上具有严密性^[16-17]。而GF-6卫星宽幅相机成像视场大，采用八谱合一的焦面设计，各波段间存在较大的辐射差异，波段间同名点难以匹配，使得单一参考波段的传统相对定标方法难以适用。如何对GF-6宽幅相机进行几何定标，保证影像高精度的几何质量，是本文解决的关键问题。

针对GF-6卫星宽幅相机的成像特点，本文采用绝对定标和相对定标结合的方法，实现宽幅相机各波段内外定标参数的在轨几何标定，并充分验证了影像的几何精度。

1 高分六号宽幅相机成像特点

GF-6卫星宽幅相机采用新型超大视场的离轴四反射式光学系统结构形式，视场角达到65.64°，受镜头畸变的影响，中心成像和边缘成像的几何特性存在较大的区别。相机焦面设计如图 1，相机共8个波段(B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8)，各个波段光谱范围见表 1，每个波段由8片互补金属氧化物半导体探测器(CMOS)光学拼接而成。宽幅相机的8个波段在焦平面上沿轨方向平行排列，在相机测量坐标系下，宽幅相机各波段视场中心像元靠近像主点边缘垂直线阵方向的指向角(离轴角)不同，B1波段和B8波段离轴角差异最大，分别为13.763 6°和14.796 4°，最大成像距离差达到10.2 km。线阵推扫成像方式导致不同波段间的影像成像时间存在时间延迟。同时相机安装时充分考虑了光学系统成像畸变、地球曲率、光轴倾斜引入的投影畸变等因素，为保证各波段成像几何模型最优，而采用焦面倾斜的方式，使宽幅相机光轴与卫星本体+Z轴之间的夹角为9.05°。宽幅相机在轨成像时，相机焦面各谱段像元对应物方景物方位如图 2所示，像方各片CMOS与实际地物方位相反。

图 1 宽幅相机焦面设计与安装Fig. 1 Alignment of CMOS-chips on the focal plane and illustration of WFV camera installation in satellite imaging coordinate system

图选项 

表 1 GF-6卫星宽幅相机主要参数Tab. 1 The detailed information of WFV camera on GF-6 satellite

参数	宽幅相机
相机类型	线阵CMOS推扫式
光谱谱段范围/μm	蓝波段(B1):0.45~0.52 绿波段(B2):0.52~0.59 红波段(B3):0.63~0.69 近红外波段(B4):0.77~0.89 红边波段1(B5):0.69~0.73 红边波段2(B6):0.73~0.77 紫波段(B7):0.40~0.45 黄波段(B8):0.59~0.63
CMOS像元数量	8(波段)×8(片)×6400(像元) 相邻CMOS重叠120像元
地面像元分辨率	16 m(视场中心)
视场角	65.64°
焦距	548 mm
量化等级	12 bit

表选项 

图 2 宽幅相机成像几何关系Fig. 2 Imaging diagram of WFV camera

图选项 

2 高分六号宽幅相机在轨几何定标方法2.1 在轨几何定标模型

GF-6卫星发射前对宽幅相机几何成像参数进行了严格的实验室标定。然而，受发射和运行过程中空间复杂环境的影响，导致各参数实验室值与在轨真实值间存在偏差。光学遥感卫星成像链路极其复杂，使得几何误差种类多样，在轨几何定标可对系统误差进行标定与补偿，通过相机安装矩阵对外部系统误差进行标定，并采用探元指向角模型对内部系统误差进行描述^[2]。

探元指向角模型如图 3所示，像元P(x, y, f)在相机坐标系下的指向角为(φ_x, φ_y)，像元指向V_image可表示为

图 3 探元指向角模型Fig. 3 The diagram of detector direction angle model

图选项 

 (1)

式中，s表示宽幅相机线阵CMOS像元探元号。采用三次多项式对V_image像元指向进行拟合

 (2)

式中，(a₀, a₁, a₂, a₃, b₀, b₁, b₂, b₃)为多项式系数，将其作为内定标参数。

基于探元指向角模型构建宽幅相机的几何定标模型如下

 (3)

式中，B =B1, B2, …, B8，表示波段序号；n=1, 2, …, 8，表示CMOS的片号；R_body^cam代表卫星本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵；(pitch, roll, yaw)为相机安装角，作为外定标参数，为内定标参数的解算提供参考相机坐标系^[11]。

2.2 绝对定标方法

以高精度的数字正射影像(DOM)和数字高程模型(DEM)为参考数据，通过绝对定标确定参考波段的相机参数。参考波段是后续对其他波段进行定标的参考基准，选择合适的参考波段至关重要。考虑到本文以Landsat 8全色波段的正射影像为绝对定标的参考DOM，其光谱范围为0.50~0.68 μm^[18]，能够完全覆盖GF6卫星宽幅相机B2波段的光谱范围(表 1)，两者的辐射特性最接近，使得参考DOM与待定标的B2波段影像更容易匹配到足够多的同名点，从而能够在解算定标参数时提供更多的约束，保证参数解算的精度。因此对于GF-6卫星宽幅相机，本文选取B2波段为绝对参考波段。B2波段由8片CMOS拼接而成，考虑到宽幅相机超大视场会造成严重的镜头畸变，导致各片CMOS具有不同的成像特性，因此需要对B2波段的8片CMOS分别进行定标。而外部定标参数为内定标确定了广义的相机坐标系，同一个相机的各片CMOS共用一组外部定标参数，因此只需对B2波段的一片CMOS进行外部定标。相机焦面中间部分受镜头畸变影响最小，为了避免外定标参数引入额外的误差，选择视场中间片(如图 1中的第4片或第5片，本文将CMOS4作为中间片)用于外定标。基于中间片确定的外定标参数，对8片CMOS分别进行内定标，确定各片的内部定标参数。

绝对定标具体的处理步骤如图 4。利用各项辅助数据和实验室定标参数构建B2第4片CMOS影像的几何定标模型，基于与DOM和DEM参考数据匹配得到的控制点信息，采用最小二乘法^[19]解算B2波段第4片CMOS的内、外定标参数。利用解算的外定标参数、实验室内部参数及辅助数据构建其他各片的定标模型，基于匹配的控制点信息解算其他各片的内定标参数，完成绝对参考波段的几何定标。

图 4 绝对参考波段的定标流程Fig. 4 Absolute calibration for WFV camera

图选项 

2.3 相对定标方法

相对定标以一个波段作为参考数据，基于波段间的同名像点信息，对波段间的相对几何畸变进行标定。宽幅相机8个谱段间辐射差异较大，难以匹配同名点，单一参考波段的相对定标方法不再适用。B7和B8波段以绝对定标的B2波段为参考基准时，实际情况下的匹配效果不好，控制点在数量和分布上都不能满足相对定标的要求，因此本文选择宽幅相机的B2和B6作为参考波段，B1到B6波段以B2为参考波段，B7和B8波段以B6为参考波段。具体的定标流程见图 5，由于宽幅相机的超大视场会造成严重的镜头畸变，导致每个波段的8片CMOS具有不同的畸变特性，为了精确标定待定标波段各片CMOS相对于参考波段的各项内部畸变，需要对待定标波段的8片CMOS分别进行相对定标。首先以B2为参考波段，依次对B1、B3、B4、B5和B6波段各片进行相对定标，以确定各片的内部定标参数；再以B6波段为参考，对B7和B8波段各片进行相对定标，实现波段间的配准。对待定标波段的各片分别执行以下步骤。

图 5 宽幅相机相对定标方法与流程Fig. 5 Relative calibration for WFV camera

图选项 

(1) 利用标定的外部参数、实验室内部参数及各项辅助数据构建相对定标模型。

(2) 获取相对定标控制点，对参考波段和待定标影像匹配特征点，得到连接点像方坐标，利用已标定的参考波段构建严格成像模型，在DEM上内插连接点的物方坐标，即可建立连接点在待定标波段上的像方坐标与物方坐标的映射关系。

(3) 利用得到的控制点信息，采用最小二乘平差解算各项内部参数。

3 试验与分析3.1 试验数据

本文试验首先对基于定标景的定标参数进行精度分析，再利用其他非定标景影像作为测试景进行几何精度验证。所采用的试验数据均为经辐射、几何处理后的宽幅相机一级标准产品，其中用于绝对几何定标的宽幅影像覆盖中国北部(图 6(a))；用于相对定标的影像覆盖纹理特征丰富的荒漠地区(图 6(b))，使波段间能匹配到足够多的连接点，保证参数解算的精度；用于精度测试的影像成像时间、成像状态不同，可验证定标参数的可靠性和稳定性。

图 6 定标景覆盖范围Fig. 6 The coverage areas of the images used for calibration

图选项 

由于宽幅影像幅宽过大，没有能够完全覆盖8片CMOS全部探元的大范围高精度地面定标场数据，因此绝对定标时选取的参考DOM不是传统的地面定标场数据，而是Landsat 8全色波段生产的正射影像，其地面分辨率为15 m，平面几何精度优于12 m^[20]；选取对应的DEM数据为资源三号(ZY-3)生产的数字表面模型(DSM)，其地面分辨率为2 m，高程精度优于5 m^[21]。相对定标时选取的参考DEM为ASTER GDEM提供的高程数据，其地面分辨率为30 m，高程精度优于17 m^[22]。同时Landsat 8正射影像和ASTER GDEM也作为测试景的参考数据，用于验证测试景的几何精度。

选取的参考数据的精度对宽幅相机几何定标的影响是亚像素级的，其中ZY-3生产的DSM数据的分辨率(2 m)和精度(5 m)均小于宽幅相机的0.3像元；Landsat 8全色正射影像的精度(12 m)对绝对定标的影响小于宽幅相机的1像元，且后续的亚像素级的内部精度测试结果也表明选取Landsat 8全色影像作为参考影像是可行的；根据文献[17]中有关高程误差对配准误差的影响分析可得到，对于宽幅相机，相对定标时采用ASTER GDEM的高程精度(17 m)对宽幅相机波段间定标的影响也远小于0.3像元。此外，用于解算几何定标参数的控制点是基于影像匹配自动量测得到的，同名点的匹配精度也会影响几何定标的精度，本文采用的高精度SIFT算法能够实现优于0.3像元的匹配精度^[23]，因此可以保证定标的精度。

宽幅相机8波段合成的8片CMOS拼接的整景影像数据量过大(约13 GB)，不便于后续处理，因此宽幅相机传感器校正^[24]后的实际标准产品为分块的影像。如图 7所示，宽幅相机一级标准产品分为左、中、右3块，第7、8片CMOS影像构成第1块，第3、4、5、6片CMOS影像构成第2块，第1、2片CMOS影像构成第3块。本文试验有关整景的测试均分为3块进行。

图 7 宽幅相机一级标准产品影像分块图(绝对定标景为例)Fig. 7 The 3 blocks of the WFV first level image

图选项 

3.2 定标精度分析

3.2.1 绝对定标精度

将绝对定标景B2波段的第4片中间片作为主片，以Landsat8全色波段正射影像为参考DOM，将B2波段第4片影像与参考DOM匹配同名点，同名点的物方坐标可在参考DOM和DEM上直接获取，试验中得到54 384个同名点作为控制点来解算内外定标参数。为保证解算的精度，使这些控制点在垂轨方向上覆盖每个探元，在沿轨方向尽可能分布在较小的一段区域内^[25]。利用匹配的控制点信息解算得到的外定标参数如表 2所示。

表 2 外定标参数标定前后统计Tab. 2 External calibration parameters of WFV camera

外定标参数/(°)	roll	pitch	yaw
实验室标定值	0.0	0.0	0.0
定标结果	-0.000 783 282	0.003 503 180 9	0.064 657 042 0

表选项 

基于外定标参数确定的广义相机安装矩阵，依次对B2波段的8片CMOS进行内部参数的标定，补偿内部系统畸变误差。基于B2波段定标的相机参数，生产绝对定标景的一级标准产品，对其B2波段3块影像的定位精度进行测试，结果见表 3，其垂轨和沿轨方向的定位精度均在1个像素以内，表明宽幅相机外部系统误差和B2波段的内部畸变误差得以精确的标定和补偿。

表 3 绝对定标景B2波段3块影像定位精度Tab. 3 The positioning accuracy of 3 blocks of B2 after absolute calibration

影像	成像时间	中心经纬度	侧摆角	分块编号	定位精度/像素
X方向	Y方向	平面
绝对定标-B2波段	2018-06-13	(107.2°E, 38.0°N)	0.005 930	1	0.488	0.518	0.712
2	0.582	0.484	0.757
3	0.659	0.756	1.003

表选项 

3.2.2 相对定标精度

以绝对定标后的B2为参考波段，ASTER GDEM为参考DEM，基于外部定标参数确定的广义相机安装矩阵，依次对B1、B3、B4、B5和B6波段各片进行相对定标，再以相对定标后的B6为参考波段，依次对B7和B8波段各片进行相对定标，得到各波段各片的内定标参数。基于8个波段的定标参数，测试相对定标景一级标准产品的波段配准精度，结果见表 4，3块影像波段间配准精度均优于0.3像素，表明波段间的相对几何畸变得以消除和补偿。

表 4 相对定标景3块影像波段配准精度Tab. 4 The registration accuracy of 3 blocks of calibration image

影 像	中心经 纬度	侧摆 角	测试 波段	参考 波段	配准精度/像素
第1块		第2块		第3块
X方向	Y方向	平面		X方向	Y方向	平面		X方向	Y方向	平面
相 对 定 标 景	(56.6°E， 34.5°N)	0.010 669	B1	B2	0.139	0.099	0.17		0.112	0.133	0.174		0.116	0.112	0.161
B3	0.118	0.138	0.182		0.105	0.104	0.148		0.119	0.13	0.176
B4	0.145	0.185	0.235		0.11	0.207	0.235		0.133	0.203	0.243
B5	0.124	0.185	0.223		0.095	0.177	0.2		0.152	0.222	0.269
B6	0.134	0.217	0.255		0.109	0.201	0.228		0.138	0.251	0.286
B7	B6	0.212	0.154	0.262		0.151	0.208	0.257		0.174	0.21	0.273
B8	0.144	0.158	0.214		0.12	0.166	0.205		0.127	0.165	0.208

表选项 

对相对定标后定标景波段间的配准效果进行目视评价，如图 8所示，配准效果均以B2波段为参考进行对比，从中能看出各波段均能与B2波段很好地配准。虽然理论上B6波段以B2为参考相对定标后的误差会累积到B7/B8以B6为参考的相对定标中，但从实际的配准效果图(图 8(f)和图 8(g))可以观察得到，这种影响十分微小，进一步说明本文相对定标方法可以实现高精度的波段配准。

图 8 相对定标后宽幅相机波段间配准局部效果(以B2波段为参考，灰色显示)Fig. 8 The local effect of band-to-band registration of WFV camera after relative calibration

图选项 

3.3 几何精度验证

上述试验分析了用于确定定标参数的定标景的几何精度，为保证定标结果的可靠性和适用性，有必要对其他非定标影像的几何精度进行验证。本文随机选取10景不同时间成像的影像进一步验证宽幅影像几何定标参数的精度。其中6景用于测试几何定位精度，4景用于测试波段间配准精度。10景测试影像均为基于几何定标参数生产的一级标准产品。

GF-6宽幅相机的几何定标是对焦面上8×8片CMOS分别进行的，在测试整景的几何精度之前，有必要先对相邻片间重叠区的定位一致性进行测试，以验证分片定标是否能保证相邻片间的无缝拼接。利用相邻片间重叠区的相对定位误差测试得到的片间拼接精度结果见表 5，能看出在垂轨(X)和沿轨(Y)方向上左右相邻片间的拼接误差均小于0.2像素，能满足无缝拼接的精度要求。

表 5 测试景相邻片间的拼接精度Tab. 5 The mosaicking accuracy between adjacent CMOS of test image

影像编号	CMOS片号		拼接精度/像素
左	右		X方向	Y方向	平面
image2	1	2		0.103	0.105	0.147
2	3		0.104	0.08	0.131
3	4		0.107	0.068	0.127
4	5		0.112	0.071	0.133
5	6		0.086	0.082	0.119
6	7		0.096	0.091	0.132
7	8		0.079	0.108	0.134

表选项 

由于用单景影像进行绝对定标时，定标参数会不可避免地补偿一些随机误差^[11]，而对于其他不同成像时间、不同成像状态的非定标影像来说，这些被消除的随机误差会成为非定标景的系统误差，因此在分析非定标影像的定位精度时，分为绝对定位精度和内部几何精度，绝对定位精度可直观地反映影像与参考影像间的定位误差；而内部几何精度是对影像进行仿射变换后的定位残差^[19]，表示影像内部畸变的相对误差。表 6列出了6景影像各块的定位精度，可看出绝对定位精度在3像素左右(平面精度)，最大定位误差为4.054像素，最小定位误差为1.966像素，复杂运行环境引起影像存在随机误差，导致绝对定位精度在不同的成像时间存在微小的波动；而消除随机误差后这6景测试影像的内部几何精度基本稳定在1像素，表明几何定标有效地补偿了影像内部畸变。

表 6 测试景影像的几何定位精度Tab. 6 The positioning accuracy of test images

影像 编号	成像 时间	中心经 纬度/(°)	侧摆 角/(°)	分块	绝对定位精度/像素		相对定位精度/像素
X方向	Y方向	平面		X方向	Y方向	平面
image 1	2018-09-08	(52.9°E, 33.6°N)	-0.007 60	1	2.218	1.395	2.787		0.469	0.69	0.834
2	2.149	1.48	2.91		0.518	0.892	1.031
3	2.295	-0.99	2.634		0.479	0.626	0.788
image 2	2018-10-30	(31.3°E, 12.9°N)	-0.002 01	1	0.974	2.727	2.896		0.714	0.602	0.934
2	1.459	2.009	2.483		0.707	0.789	1.059
3	1.91	1.742	2.586		0.511	0.738	0.898
image 3	2018-11-01	(98.1°E, 40.2°N)	-10.002 61	1	-3.253	-2.149	4.054		0.738	0.63	0.970
2	-0.641	-1.849	2.325		0.681	0.605	0.911
3	0.026	-2.604	2.839		0.497	0.673	0.837
image 4	2018-11-21	(93.5°W, 38.0°N)	-0.003 97	1	-0.627	-2.895	3.192		0.655	0.781	1.019
2	-0.305	-3.182	3.381		0.612	0.671	0.908
3	0.652	-3.545	3.752		0.682	0.649	0.941
image 5	2018-11-23	(113.6°E, 31.3°N)	9.994 96	1	-1.151	-1.207	1.966		0.659	0.503	0.829
2	-0.79	-1.53	2.006		0.68	0.579	0.893
3	-0.415	-1.606	1.968		0.795	0.581	0.985
image 6	2018-12-01	(116.1°E, 40.2°N)	-0.005 40	1	-1.254	-1.94	2.507		0.624	0.552	0.833
2	-2.214	-2.194	3.335		0.681	0.644	0.937
3	-1.901	-1.978	2.972		0.687	0.587	0.904

表选项 

利用选取的其他4景影像测试波段间的配准精度，如图 9列出4景影像各块的配准精度，可看出波段间的配准精度同定标景的精度一致，也在0.3像素以内(平面精度)，表明采用的相对定标方法能够有效地消除波段间的相对畸变误差，实现宽幅相机高精度的波段配准。

图 9 测试景的波段配准精度Fig. 9 The registration accuracy of test images

图选项 

4 总结

本文针对高分六号宽幅相机的成像特点，提出宽幅相机在轨几何定标方法，首先采用绝对定标对参考波段的内外定标参数进行标定，再以已定标的波段为参考，采用相对定标方法对其他波段的内定标参数进行标定，实现了宽幅相机各波段几何成像参数的在轨定标。通过试验分别分析了绝对定标和相对定标的精度，定标结果表明宽幅相机内外部系统误差和波段间相对几何畸变误差均得到了精确的标定和补偿；并随机选取了不同成像时间、不同成像状态的多组测试景进一步验证几何定标参数的几何精度，多组测试影像均具有较高的定位精度和波段配准精度，测试结果充分验证了本文在轨几何定标方法的有效性和可靠性。

致谢: 本文试验用到的数据由中国资源卫星应用中心提供，在此表示衷心感谢！

【引文格式】王密, 郭贝贝, 龙小祥, 等. 高分六号宽幅相机在轨几何定标及精度验证. 测绘学报，2020，49(2)：171-180. DOI: 10.11947/j.AGCS.2020.20190265

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书讯 | 王家耀院士：地图制图数据处理的模型与方法