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[摘要]以三线阵CCD影像为基础构建的摄影测量估算模型，能够更好地满足卫星立体测绘的设计要求。本文对三线阵立体测绘的测绘精度进行了分析，对卫星三线阵影像立体测绘精度的影响因素进行了探讨，指出了主要的误差源，同时针对这些影响因素提出了相应的技术要求与技术措施，包括实现卫星轨道定位精度的提高、实现姿态确定精度的提高、实现时间同步精度的提高、实现相机内方位元素的精度标定、实现星敏感器与相机的一体化设计。
[关键词]三线阵CCD相机 立体测绘 进度 误差
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-164-1
三线阵立体测绘卫星指的是测绘卫星中装载的测试仪器为三线阵CCD相机。通过三线阵立体测绘卫星能够实现无地面控制点星球表面地形图的测制。在测制任务完成的过程中，卫星系统部件的主要技术指标会对测绘精度造成直接的影响。因此，在卫星设计的过程中，要对这些影响卫星测绘精度的问题进行解决。
1立体测绘在精度方面的要求
立体测绘系统的精度估算是以待测制地形图的精度为依据的。在地形图中，主要的内容包括两个方面，一方面是地物，另一方面是地貌，其中地貌是通过等高线来表示的，而等高线绘制过程中等高距的确定则是依据测制地形图的比例尺进行选择的[1]。
在地形图的等高距与比例尺确定的过程中，摄影测量高程误差是非常关键的因素。在国际中上，摄影测量都将式（1）作为摄影测量系统制图效能探讨的依据。因此，在卫星摄影测量系统建立的过程中，卫星摄影测量高程误差是非常关键的内容之一。Light DL通过研究得出了成图比例尺等高距选择、卫星影像分辨率、高程点进度之间的关系，如表1所示。
Ci=3.3×σh 式（1）
Ci代表等高距;σh代表高程点误差。
2提高三线阵立体测绘卫星测绘精度的措施
2.1实现卫星轨道定位精度的提高
在卫星轨道定位的过程中，通过高精度GPS轨道定位技术的应用能够促进其定位精度的提高，从而提高卫星测速的精度，降低测制过程中存在的误差[2]。当前，我国航天器中采用的GPS接收器主要包括导航型与测量型两种类型，这两种类型的GPS接收机都是单频C/A码接收机。立体测绘卫星主要采用的是测量型接收机，在测量的过程中能够对原始测量数据进行记录，能够通过事后定轨的方式促进卫星定轨精度的提高。要实现GPS定轨精度进一步的提高，需要实现双频GPS接收机的应用，通过两个频段载波的接收，更好的消除大气中电离层对电磁信号产生的延迟影响，从而促进定轨精度的提高。
2.2实现姿态确定精度的提高
姿态确定技术主要是采用了高精度星敏感器，同时与陀螺、GPS数据相结合，通过这种方式实现姿态确定精度的提高。为了实现姿态确定精度进一步的提高，在卫星中应该采用两台以上高精度星敏感器，并且将卫星姿态测量数据进行下传，通过地面的联合算法对卫星姿态进行确定，促进卫星姿态确定精度的提高。例如，日本在ALOS卫星中采用了三台高精度的星敏感器，通过这种方式确保在杂光干扰的情况下至少有两台高精度星敏感器处于工作状态中，通过星敏感器测绘结构与惯性陀螺、角度偏移测量传感器ADS（ANGULAR DISD LACEMENT SENSOR），通过三者之间的联合实现姿态算法的确定，使卫星的姿态确定精度达到了在轨处理为1.08″，地面事后处理为0.5″的水平[3]。
2.3实现时间同步精度的提高
实现卫星平台中设备时间同步精度的提高，能够确保各种测绘处理数据之间在时间方面保持统一性，避免由于时间不统一而造成的额外误差问题。在卫星平台中，将GPS时间作为时间基准，通过总线对所有设备的时间进行统一的校对。不同的设备在接收到GPS时间之后与自身的时间进行比较，如果不统一则进行校对，从而提高时间同步精度。
2.4实现相机内方位元素的精度标定
测绘相机在测绘使用的过程中需要提供准确的内方位元素标定值。因此，在地面对测绘相机进行测试的过程中，需要对相机的主距、畸变、光轴夹角等进行较为精确的测量工作。通过研究表明，高精度内方位元素测试仪能够实现实验室中相机内方位元素的测量，促进相机内方位元素精度的标定。
2.5实现星敏感器与相机的一体化设计
当前，我国现有的卫星在星敏感器安装的过程中，大都是采用在卫星星体直接安装的方式。在这种安装方式之下，姿态测量值需要通过整星坐标系的转换之后才能够在相机坐标系中进行体现，这种情况一方面会由于坐标系之间的转化导致误差，另一方面会由于卫星结构的变形出现额外误差。为了实现星敏感器与相机坐标变换之间出现的误差，可以实现星敏感器与相机的一体化设计。同时，卫星结构设计还必须充分考虑稳定性，因此其结构材料的选择必须具备比刚度高、热稳定性高的材料，同时要降低由于发射等因素造成了结构变形对测量部件之间关系的影响，通过这种方式实现测绘精度的提高。
3总结
本文对卫星三线阵影像立体测绘精度的影响因素进行了分析，指出了主要的误差源。在测制任务完成的过程中，卫星系统部件的主要技术指标会对测绘精度造成直接的影响。为了能够进一步满足立体测绘处理的精度要求，在三线阵测绘卫星设计与安装的过程中必须考虑卫星轨道定位精度、姿态确定精度及时间统一精度的提高。此外，在结构设计方面还要实现星敏感器与相机的一体化设计，并注重其稳定性的提高。
参考文献
[1]唐新明，张过，祝小勇，潘红播，郭莉. 资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证[J]. 测绘学报，2012，02（64）：191-198+200.
[2]周怀得，刘金国，张立平，乔克. 线阵-面阵CCD三线阵立体测绘相机焦平面组件的研制[J].光学精密工程，2012，07（83）：1492-1499.
[3]蒋永华，张过，唐新明，祝小勇.资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校[J].测绘学报，2013，04（57）：523-529+553.
[关键词]三线阵CCD相机 立体测绘 进度 误差
[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-164-1
三线阵立体测绘卫星指的是测绘卫星中装载的测试仪器为三线阵CCD相机。通过三线阵立体测绘卫星能够实现无地面控制点星球表面地形图的测制。在测制任务完成的过程中，卫星系统部件的主要技术指标会对测绘精度造成直接的影响。因此，在卫星设计的过程中，要对这些影响卫星测绘精度的问题进行解决。
1立体测绘在精度方面的要求
立体测绘系统的精度估算是以待测制地形图的精度为依据的。在地形图中，主要的内容包括两个方面，一方面是地物，另一方面是地貌，其中地貌是通过等高线来表示的，而等高线绘制过程中等高距的确定则是依据测制地形图的比例尺进行选择的[1]。
在地形图的等高距与比例尺确定的过程中，摄影测量高程误差是非常关键的因素。在国际中上，摄影测量都将式（1）作为摄影测量系统制图效能探讨的依据。因此，在卫星摄影测量系统建立的过程中，卫星摄影测量高程误差是非常关键的内容之一。Light DL通过研究得出了成图比例尺等高距选择、卫星影像分辨率、高程点进度之间的关系，如表1所示。
Ci=3.3×σh 式（1）
Ci代表等高距;σh代表高程点误差。
2提高三线阵立体测绘卫星测绘精度的措施
2.1实现卫星轨道定位精度的提高
在卫星轨道定位的过程中，通过高精度GPS轨道定位技术的应用能够促进其定位精度的提高，从而提高卫星测速的精度，降低测制过程中存在的误差[2]。当前，我国航天器中采用的GPS接收器主要包括导航型与测量型两种类型，这两种类型的GPS接收机都是单频C/A码接收机。立体测绘卫星主要采用的是测量型接收机，在测量的过程中能够对原始测量数据进行记录，能够通过事后定轨的方式促进卫星定轨精度的提高。要实现GPS定轨精度进一步的提高，需要实现双频GPS接收机的应用，通过两个频段载波的接收，更好的消除大气中电离层对电磁信号产生的延迟影响，从而促进定轨精度的提高。
2.2实现姿态确定精度的提高
姿态确定技术主要是采用了高精度星敏感器，同时与陀螺、GPS数据相结合，通过这种方式实现姿态确定精度的提高。为了实现姿态确定精度进一步的提高，在卫星中应该采用两台以上高精度星敏感器，并且将卫星姿态测量数据进行下传，通过地面的联合算法对卫星姿态进行确定，促进卫星姿态确定精度的提高。例如，日本在ALOS卫星中采用了三台高精度的星敏感器，通过这种方式确保在杂光干扰的情况下至少有两台高精度星敏感器处于工作状态中，通过星敏感器测绘结构与惯性陀螺、角度偏移测量传感器ADS（ANGULAR DISD LACEMENT SENSOR），通过三者之间的联合实现姿态算法的确定，使卫星的姿态确定精度达到了在轨处理为1.08″，地面事后处理为0.5″的水平[3]。
2.3实现时间同步精度的提高
实现卫星平台中设备时间同步精度的提高，能够确保各种测绘处理数据之间在时间方面保持统一性，避免由于时间不统一而造成的额外误差问题。在卫星平台中，将GPS时间作为时间基准，通过总线对所有设备的时间进行统一的校对。不同的设备在接收到GPS时间之后与自身的时间进行比较，如果不统一则进行校对，从而提高时间同步精度。
2.4实现相机内方位元素的精度标定
测绘相机在测绘使用的过程中需要提供准确的内方位元素标定值。因此，在地面对测绘相机进行测试的过程中，需要对相机的主距、畸变、光轴夹角等进行较为精确的测量工作。通过研究表明，高精度内方位元素测试仪能够实现实验室中相机内方位元素的测量，促进相机内方位元素精度的标定。
2.5实现星敏感器与相机的一体化设计
当前，我国现有的卫星在星敏感器安装的过程中，大都是采用在卫星星体直接安装的方式。在这种安装方式之下，姿态测量值需要通过整星坐标系的转换之后才能够在相机坐标系中进行体现，这种情况一方面会由于坐标系之间的转化导致误差，另一方面会由于卫星结构的变形出现额外误差。为了实现星敏感器与相机坐标变换之间出现的误差，可以实现星敏感器与相机的一体化设计。同时，卫星结构设计还必须充分考虑稳定性，因此其结构材料的选择必须具备比刚度高、热稳定性高的材料，同时要降低由于发射等因素造成了结构变形对测量部件之间关系的影响，通过这种方式实现测绘精度的提高。
3总结
本文对卫星三线阵影像立体测绘精度的影响因素进行了分析，指出了主要的误差源。在测制任务完成的过程中，卫星系统部件的主要技术指标会对测绘精度造成直接的影响。为了能够进一步满足立体测绘处理的精度要求，在三线阵测绘卫星设计与安装的过程中必须考虑卫星轨道定位精度、姿态确定精度及时间统一精度的提高。此外，在结构设计方面还要实现星敏感器与相机的一体化设计，并注重其稳定性的提高。
参考文献
[1]唐新明，张过，祝小勇，潘红播，郭莉. 资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证[J]. 测绘学报，2012，02（64）：191-198+200.
[2]周怀得，刘金国，张立平，乔克. 线阵-面阵CCD三线阵立体测绘相机焦平面组件的研制[J].光学精密工程，2012，07（83）：1492-1499.
[3]蒋永华，张过，唐新明，祝小勇.资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校[J].测绘学报，2013，04（57）：523-529+553.