国产对地观测卫星激光测高仪“两步法”在轨几何定标

摘要

在轨几何定标是确保能获得高精度卫星激光测高数据的关键步骤,而国内相关研究基本处于空白状态.资源三号02星上搭载了我国首台对地观测的卫星激光测高实验载荷,在后续的高分七号、陆地生态系统碳监测卫星上均将搭载激光测高仪,研究国产激光测高仪的在轨定标方法具有很重要的科学意义和应用价值.本文提出了基于地形匹配和地面红外探测器的激光测高仪“两步法”在轨几何定标方法,并以资源三号02星激光测高仪实验载荷为例,结合实际数据开展了几何定标实验,验证了算法的可行性和正确性.实验结果表明,采用基于地形匹配的激光指向角估算方法能有效进行指向角误差的粗定标,而基于地面红外探测器的精几何定标方法则能精确确定激光指向角和测距系统误差.经“两步法”组合在轨几何定标后,资源三号02星激光足印点的平面误差从约8000m提高到15m,平坦地区绝对高程精度优于1.0m,基本达到目前硬件水平的极限,相关研究成果能为未来国产激光测高卫星业务化应用提供参考.