IN-ORBIT GEOMETRIC CALIBRATION AND VALIDATION OF ZY-3 LINEAR ARRAY SENSORS

摘要

The ZiYuan-3 surveying satellite (ZY-3), launched on 9th January 2012, is China's first civilian high-resolution stereo mapping satellite. To ensure the mapping accuracy of ZY-3, considerable research has been conducted since its launch on the calibration and validation of its three-line array charge-coupled device (CCD) sensors (TLC sensors). Its dynamic exterior systematic errors (such as camera installation errors) and static interior distortion were eliminated using 1:2000 digital orthophotomaps and digital elevation models (DEMs) of the Dengfeng (Henan) and Tianjin areas of China as control data. Various CCD alignment calibration models were compared, on the basis of their geometric accuracy after calibration, to determine the optimal model. Finally, validation experiments were performed using ZY-3 TLC images and ground control points (GCPs) collected over Anping in Hebei Province, Zhaodong in Heilongjiang Province and the Taihang Mountain area in China. The positioning accuracy attained its theoretical value over the Anping and Zhaodong areas. Using GCPs whose image coordinates were obtained manually, the plan and height accuracy were found to be better than 3 m and 2 m, respectively.%Der ZiYuan-3 Vermessungssatellit (ZY-3), der am 9. Januar 2012 gestartet wurde, ist der erste zivile chinesische Satellit für hochauflösende Kartierung aus Stereobilddaten. Seit dem Start des Satelliten wurden intensive Forschungsaktivitäten unternommen, um die Kalibrierung und Validierung der 3-Zeilenkamera mit CCD Sensoren (TLC) durchzuführen. Die dynamischen systematischen Fehler der äußeren Orientierung wurden mittels Digitalen Orthobildkarten im Maßstab 1:2000 und Digitalen Geländemodellen (DEMs) in den Regionen Dengfeng, Henan, and Tianjin in China ermittelt. Verschiedene Kalibrier-Methoden für die Ausrichtung der CCDs wurden untersucht, um mittels den erzielten geometrischen Genauigkeiten nach der Kalibrierung das optimale Modell zu finden. Die Validierung erfolgte nach der Kalibrierung der ZY-3 TLC Bilder mittels Passpunkten, die im Gebiet Anping in der Hebei Province, in Zhaodong in der Heilongjiang Proviz und im Taihang Gebirge in China bestimmt wurden. Die empirische Lagegenauigkeit erreichte den theoretischen Wert in den Gebieten Anping und Zhaodong. Mit manuell gemessenen Passpunkten in den Bilddaten konnte eine Lage- und Höhengenauigkeit von 3 bzw. 2 m erreicht werden.