《對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)規(guī)范》 (報批稿)編制說明

《對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)規(guī)范》編制說明何檢校技術(shù)規(guī)范201933002送審行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱：對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)規(guī)范(此欄送審時填寫)報批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱：對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)規(guī)范(此欄報批時填寫)土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心1對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)規(guī)范編制說明來源年度自然資源標(biāo)準(zhǔn)修訂工作計劃的通知》(自然資辦發(fā)[2019]49號)，本標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)衛(wèi)星激光測高儀指向與測距均會發(fā)生一定變化。后續(xù)若需要將對地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，首先需要對其開展在軌幾何檢校試驗。然而，對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校由于受衛(wèi)星姿態(tài)、軌道位置、大氣延遲效應(yīng)、潮汐、光行差等因素影響，檢校方法流程復(fù)雜，檢校精度難以保證。經(jīng)對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校處理后得到的激光指向與測距參數(shù)，可用于精確解算出全球激光足印三維坐標(biāo)，不僅可以為光斑應(yīng)用提供精確地理位置，而且可以作為“高程控制”測繪地理信息行業(yè)對對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的技術(shù)流程規(guī)范提出了迫切的需求。星載激光對地觀測技術(shù)作為天空地海一體化立體監(jiān)測遙2。在國家大力發(fā)展對地觀測衛(wèi)星激光測高技術(shù)的背景下，形成規(guī)范化的衛(wèi)星激光幾何檢校流程，有助于促進其技術(shù)進步，形成良好的行業(yè)應(yīng)用，為更好地中國航天科技集團公司第五研究院第五〇八研究所等作為參編單位共同完成。編制組成員包括總體技術(shù)負(fù)責(zé)人和長期從事激光幾何檢校領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員表1編制組人員分工序號姓名單位任務(wù)分工備注1唐新明自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要技術(shù)內(nèi)容修訂研究工作2謝俊峰自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要技術(shù)內(nèi)容修訂研究工作3莫凡自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心負(fù)責(zé)規(guī)范技術(shù)路線確定、大綱框架規(guī)劃、規(guī)范修改與審稿工作4竇顯輝自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心負(fù)責(zé)規(guī)范技術(shù)路線確定、大綱框架規(guī)劃、規(guī)范修改與審稿工作5李少寧湖南科技大學(xué)負(fù)責(zé)部分內(nèi)容的起草與審查工作6李松武漢大學(xué)負(fù)責(zé)部分內(nèi)容的起草與審查工作7唐洪釗自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心負(fù)責(zé)相關(guān)內(nèi)容編寫與協(xié)助通稿工作8李國鵬自然資源部第一地形測量大隊參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容編制9黃庚華中科院上海技術(shù)物理研究所參與標(biāo)準(zhǔn)起草及資料的搜集陳輝自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心參與標(biāo)準(zhǔn)起草及資料的搜集王春輝中國航天科技集團公司第五研究院負(fù)責(zé)部分內(nèi)容的起草與審查工作胡芬自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容編制歐陽斯達(dá)自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容編制祝小勇自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心參與標(biāo)準(zhǔn)起草及資料的搜集3薛玉彩自然資源部國土衛(wèi)星遙感應(yīng)用中心參與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容編制1)征求意見稿階段關(guān)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以及對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校處理的實際實施情況，編制組開軟件、電子郵件和視頻會議的形式與對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校領(lǐng)域生產(chǎn)作業(yè)單位、大學(xué)、科研院所的多位技術(shù)專家和生產(chǎn)專家進行多次交流探討，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編制說明。用分技術(shù)委員會標(biāo)準(zhǔn)化工作管理規(guī)定要求，征求意見稿發(fā)至衛(wèi)星應(yīng)用分技委全體委員、相關(guān)測繪單位和相關(guān)單位的專家，并在自然資源標(biāo)準(zhǔn)化信息服務(wù)平臺議中國測繪科學(xué)研究院、河海大學(xué)、中國海洋大學(xué)、國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心、中國自然資源航空物探遙感中心的專家參加預(yù)審會，專家對標(biāo)準(zhǔn)送審討論稿和編制說明提出了針對性意見，意見主要集中在規(guī)范的適用范圍、書寫形式與內(nèi)4容邏輯性等方面。會后，編制組根據(jù)預(yù)審會專家提出的意見，對標(biāo)準(zhǔn)及其編制于疫情等原因，標(biāo)準(zhǔn)編寫進度滯后，后續(xù)編寫組將加快編寫進度，盡快上會評。3)報批稿階段衛(wèi)星應(yīng)用分技術(shù)委員會組織召開了標(biāo)準(zhǔn)審查會，參加審查會的有中國測繪科學(xué)查，給出了審查結(jié)論。面向國家重大戰(zhàn)略和行業(yè)重點業(yè)務(wù)工作的需求，圍繞測繪地理信息標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、測繪地理信息轉(zhuǎn)型升級等目標(biāo)，明確對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)產(chǎn)。b衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品分級體系研究成果為基礎(chǔ)5分析現(xiàn)有對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校技術(shù)方法，明確其與《對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范》、《對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標(biāo)及方法》和《對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)產(chǎn)品》之間的聯(lián)系與區(qū)別，確定對地觀需要考慮長期業(yè)務(wù)化衛(wèi)星激光在軌檢校的可行性，未來國產(chǎn)激光測高衛(wèi)星對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校是借助衛(wèi)星激光測高儀開展天空地海一體化立體監(jiān)測中重要的一項技術(shù)，應(yīng)遵循測繪標(biāo)準(zhǔn)體系，確定本標(biāo)準(zhǔn)的定位、內(nèi)容以及與其它標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)編制過程中充分考慮到行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和實際工作需求，依托已有的技術(shù)優(yōu)勢和前期研究基礎(chǔ)，不斷總結(jié)經(jīng)驗，凝練對地有指導(dǎo)作用，為形成統(tǒng)一而高效的行業(yè)技術(shù)規(guī)范，指導(dǎo)后續(xù)檢校業(yè)務(wù)化作業(yè)，發(fā)展空間。因此需要明確最基本、最普遍適用的技術(shù)指標(biāo)和要求以進行規(guī)范和約定，使之既可控制整個對地觀測衛(wèi)星激光業(yè)務(wù)化幾何檢校全過程的質(zhì)量，又可以充分發(fā)作為指導(dǎo)和規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)具有實用性與可繼承性。國內(nèi)區(qū)6域或舊的指標(biāo)和要求有的必須調(diào)整以適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展和境外作業(yè)的特點，有由于硬件載荷研制具備一定優(yōu)勢，國外在對地觀測衛(wèi)星激光測高儀的檢校指向角檢校方法，以海洋面為基準(zhǔn)，通過衛(wèi)星姿態(tài)機動掃描的方式實現(xiàn)指向誤校方法，在夜間衛(wèi)星過頂時由飛機搭載紅外相機同步捕獲若干個激光光斑，通位。國內(nèi)部分科研院所在對地觀測衛(wèi)星激光測高儀在軌幾何檢校開展了研究工作，其中武漢大學(xué)和原國家測繪地理信息局取得了較多的成果。馬躍等提出了對地觀測衛(wèi)星激光測高儀在軌姿態(tài)系統(tǒng)誤差檢校方法，該方法建立了姿態(tài)誤差與地表先驗信息的數(shù)學(xué)模型，通過衛(wèi)星對大洋面進行姿態(tài)機動獲取數(shù)據(jù)來校正衛(wèi)星在軌系統(tǒng)誤差。岳春宇、范春波等從理論上推導(dǎo)了對地觀測衛(wèi)星激光測高儀定位誤差傳播模型。王建宇、平勁松、黃倩等對嫦娥一號搭載的我國首臺對標(biāo)要求。謝俊峰等在分析國內(nèi)外激光幾何檢校與處理的基礎(chǔ)上，深入研究了激光測距誤差分析、基于地面探測器捕獲的能量光斑中心定位、基于地面探測器光測高儀在軌幾何檢校試驗中得到試驗驗證。驗證結(jié)果表明，構(gòu)建的基于地面7GFmZY激光測高儀精度達(dá)到了目前，國內(nèi)外的研究在具體方法上均取得了較大的進展，通過試驗表明，具有較好的實踐價值。對地觀測衛(wèi)星激光測高儀在軌幾何檢校是激光測高儀也將進入業(yè)務(wù)化運行的階段，通過檢校作業(yè)可有效檢驗載荷的基本狀態(tài)，同時優(yōu)化幾何精度，滿足業(yè)務(wù)化生產(chǎn)的需要。但對地觀測衛(wèi)星激光測高儀在軌幾何檢校涉及多項關(guān)鍵技術(shù)，不同技術(shù)又屬于不同領(lǐng)域，多個相對獨立的環(huán)節(jié)中包含多項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)仍未形成統(tǒng)一的技術(shù)指標(biāo)。這些都不利于對地觀測衛(wèi)任務(wù)的開展和在行業(yè)內(nèi)的推廣應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，廣泛收集了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作為本標(biāo)準(zhǔn)CHT011《數(shù)字航空攝影測量控制測量規(guī)范》GBT0-2018《機載激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)質(zhì)量評價指標(biāo)及計算方法》8基本術(shù)語要求，是很多測繪標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，用于解釋本標(biāo)準(zhǔn)中的部分專業(yè)術(shù)語。GBTGBTGBTCHT3006-2011屬于測繪產(chǎn)品、成果機載激光數(shù)據(jù)處理的規(guī)范，對星載激光檢校有一定的參考作用，但對對檢校技通過分析，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)難以滿足對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校的技術(shù)要求，需要開展針對性的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，以更好地指導(dǎo)相關(guān)作業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)化的試驗流程是國產(chǎn)衛(wèi)星激光在軌檢校走向業(yè)務(wù)化前提條件，構(gòu)建對地觀測衛(wèi)星激光位在本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，《對地觀測衛(wèi)星激光測高數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)范》等與衛(wèi)星激光檢校的標(biāo)準(zhǔn)也處于報批階段，各標(biāo)準(zhǔn)之間相互協(xié)調(diào)，保持標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容間的一致性，避免新制定標(biāo)準(zhǔn)同已經(jīng)頒布實施或正在報批的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間的沖突和矛盾。本標(biāo)準(zhǔn)對對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校的作業(yè)流程、處理方法、精度指標(biāo)和質(zhì)量控制等方面進行了相應(yīng)的規(guī)定，規(guī)范了對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校流程，明確在業(yè)務(wù)化生產(chǎn)過程中的技術(shù)執(zhí)行步驟，用于指導(dǎo)衛(wèi)星激光幾何檢校試.2確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)是規(guī)范并指導(dǎo)對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校作業(yè)環(huán)節(jié)，用于對地觀測衛(wèi)星激光幾何檢校試驗。為提高標(biāo)準(zhǔn)的實用性，編制組在標(biāo)準(zhǔn)制定前期9進行了大量的調(diào)研、資料收集，以及技術(shù)試驗等工作，在編制過程中與國家衛(wèi)用主編單位的有利條件，總結(jié)凝練對地觀測激光幾何檢校作業(yè)經(jīng)驗，開展了大的重要依據(jù)。已發(fā)射衛(wèi)星激光系統(tǒng)針對衛(wèi)星激光測高儀的研究已進行了好多年，從已經(jīng)公開的資料來看，國onSatelliteICESatMOLAMarsOrbitermmGLAS高程測量精度優(yōu)于S同時也可用和海冰的高度分布以及云層、氣溶膠分布的測量中。AltimeterSystem)是目前唯一的星載光子計數(shù)激光測高雷達(dá)，主要用于測量海冰變化、地表三維信息，并測量植被冠層高度用以估計全球生物總量。在南OLALunarOrbiterLaserAltimeter表2國外衛(wèi)星激光系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)GLASATLASMOLA-2ClementineNRL基本參數(shù)質(zhì)量/kg30025.852.375功率/w33034.26.820.7(最高)16.5(平均)發(fā)射及軌道信息平臺ICESAT衛(wèi)星ICESAT衛(wèi)星火星探測器MGS月球探測器Clementine近地小行星探測器NEAR發(fā)射時間20032018計劃壽命/a33331軌道高度/km60050040064050觀測對象極地冰蓋、云、氣溶膠海冰、地表、植被冠層高度火星月球Eros小行星激光器型號75mJ@1064nm35mJ@532nm@532nmNd：YAGNd：YAG@532/1064nmNd：YAG脈沖寬度/ns418脈沖重復(fù)頻率/HZ40Continuous@1Hz400shots@8Hz單脈沖能量/mJ75mJ@1064nm35mJ@532nm@532nm48mJ1064nm9mJ@532nm>5光束發(fā)散角/mrad0.10.4<0.5mrad@1064nm4mrad@532nm0.235接收系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡口徑Φ1.0mΦ0.8mΦ500m與高分辨率相機共用Φ12mmΦ90mm視場角(FOV)0.15mrad@532nm0.85mrad1mrad總接收面積.5mm2>0.9mrad光電轉(zhuǎn)換器件SiAPDGeiger-modeAPDSiAPDSiAPDSiAPD時鐘計數(shù)頻率1GHz100MHz3-23MHz480MHz精度指標(biāo)垂直分辨率/m(冰、陸地)532nm:75-200(云)0.11400.32水平1064nm:170532nm：17沿徑方向:500分辨率/m(沿徑方向)532nm:75-200(云/氣溶膠)300跨軌方向:4000高載荷?；鸺晒Πl(fā)射高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項高分七號衛(wèi)星。高分七號衛(wèi)星裝表3國內(nèi)已發(fā)射的激光測高系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)嫦娥一號衛(wèi)星資源三號02星高分七號衛(wèi)星資源三號03星碳衛(wèi)星基本參數(shù)質(zhì)量/kg23502695約2600約2600發(fā)射及軌道信息發(fā)射情況已發(fā)射已發(fā)射已發(fā)射已發(fā)射待發(fā)射發(fā)射時間20072016201920202022計劃壽命/a15885軌道高度/km200505505505500左右觀測對象月球地球地球地球地球激光器脈沖寬度/ns5-7優(yōu)于7優(yōu)于74優(yōu)于7波束單波束單波束2波束單波束5波束脈沖重復(fù)頻率/HZ123/6(檢校模式)2測距≥35,氣溶膠≥20單脈沖能量/mJ210望遠(yuǎn)鏡口徑/mm210600210激光波長/nm1064.46望遠(yuǎn)鏡焦距/mm538600光斑大小/m<20050304525距離測量范圍/km(200±25)不小于520km±20km450~550不小于520km±20km不小于520km±20km探測概率95%≥95%≥95%≥95%≥95%精度指標(biāo)測距精度/m5優(yōu)于1.0(坡度優(yōu)于0.3(坡度優(yōu)于1.0(坡度優(yōu)于0.3姿態(tài)穩(wěn)定度5×10-4deg/s2×10-4deg/s5×10-4deg/s5×10-4deg/s激光測高儀工作原理間來獲取距離值，接受發(fā)射t=T-接受發(fā)射根據(jù)波形確定激光脈(1)圖1激光渡越時間示意圖(2)光脈沖的時間差來推算目標(biāo)到衛(wèi)星的距離，再根據(jù)衛(wèi)星的姿態(tài)軌道參數(shù)解算出圖2激光測高儀幾何模型.5衛(wèi)星激光幾何檢校方法選取激光測高儀工作過程中會存在指向、測距、姿態(tài)、軌道等誤差。其中，姿態(tài)、軌道等誤差是隨機誤差，指向與測距偏差中大部分包含系統(tǒng)誤差。測距偏中的振動等影響，激光指向角與實驗室的標(biāo)定結(jié)果會存在差異，受時統(tǒng)、潮汐、大氣延遲的影響，測距值也會存在誤差，需要衛(wèi)星幾何檢校對其進行重新標(biāo)定。根據(jù)參考源獲取方式不同，可將目前主要在軌幾何檢校方法歸納為基于人工地面標(biāo)志檢校和基于自然地物檢校兩大類。其中，基于人工地面標(biāo)志檢校方法有地面探法等。(1)基于人工地面標(biāo)志檢校該方法是在檢校場內(nèi)按一定規(guī)則布設(shè)一系列可捕獲衛(wèi)星過頂時激光光斑紅外信號的探測器。探測器最小可探測的能量閾值根據(jù)激光探測器實測情況設(shè)而對激光測高儀誤差進行檢校。校法在檢校場內(nèi)按一定規(guī)則布設(shè)一系列紅外發(fā)光二極管(IRLED)作為控制點，這些控制點陣列中心線平行于測高儀足印軌跡線，當(dāng)夜間衛(wèi)星飛過檢校場時，制點在影像中呈條紋狀。根據(jù)獲取的航空紅外影像進行數(shù)據(jù)處理來獲取激光光斑與控制點的位置關(guān)系并利用控制點地面坐標(biāo)即可精確計算激光光斑質(zhì)心的真roreflectorCCRCCR形起伏，會在回波中產(chǎn)生時間差。通過在回波中產(chǎn)生的獨特信號，利用在數(shù)字(2)基于自然地物檢校該方法檢主要基于平坦地形如海平面或者平坦陸地來實現(xiàn)指向角檢校。首cansOS觀測值，利用貝葉斯最小二乘差分糾正來減小高度計測距殘差從而估計激光指向、測距、定時、軌道誤差參數(shù)。海平面的高程在檢校前通過雷達(dá)高度計測量該方法通過波形分析來對激光測高系統(tǒng)的指向和測距偏差檢校。在本體坐標(biāo)系中，激光指向方向為[sinYcosX,-sinY,-cosYcosX]，為了從距離殘差估算XY偏差的關(guān)系。對于GLAS，通過AirborneTopographicMapper(ATM)來獲取回波波形仿真所需要的激光腳點內(nèi)表4幾種激光幾何檢校方法對比基于人工地面標(biāo)志檢校法基于自然地物檢校法地面探測器法機載紅外相機成像法CCR方法平坦地形檢校法坡度地形檢校法優(yōu)點O不受時間限制，白天或夜間都可以進行；探測系統(tǒng)具有自動性；探測器擴展至?xí)r間測量系統(tǒng)，能對校；④不需要衛(wèi)星觀測值)，可作為獨立驗證。O能獲得激光腳點光強分布；能為回波波形提供一些參數(shù)參考；不需要衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)(包括測距值)，可作為獨立驗證；④檢校精度比地面探測法略高些，兩種方法可以互為補充互相驗證。O作為地面探手段，且可以對檢校；探測器陣列，以器陣列。O可以對整條軌道指向偏差進行統(tǒng)計分析且可以使測距誤差和指向偏差相分離，單獨對指向偏差進行修正； 通過衛(wèi)星姿態(tài)機動方式可以獲取大量觀測值，為最小據(jù)；O精度較高； 無需外業(yè)作業(yè)測器，成本較低； 提高檢校頻次；④該方法對衛(wèi)星性能要求較低。缺點O設(shè)計探測器件并對探測器件進行檢校測量；腳點定位原理是建立在腳點光斑為規(guī)則圓形且激光光布；受大氣延遲和探測器的敏感度、位置、間距影響，對探測器的一致性要求高且成本較高；④布設(shè)上千個探測器，需要較大的人力。O導(dǎo)航及相機曝光控制要求高；只能在夜間且月亮處于地平線下時實施； 激光到達(dá)地表時，足印能量密度低造成對足印成像處理困難(該方法最大的難度)，成功率較低。O接收端會存現(xiàn)象；的特性，經(jīng)度方向誤差小，緯度方向誤差大； 它方法較低。O需要星上數(shù)據(jù)和識；對衛(wèi)星的敏捷性要求較高；會引入額外的高頻姿態(tài)噪聲；④通過姿態(tài)機動方式獲取大量觀測值需要耗費較長時間鐘；⑤檢校場選在海平面受潮汐和氣壓影響且平坦也僅是一般意義上，不是嚴(yán)格意義。O波形仿真難度對波形仿真的精度要求高； 對檢校場的地形要求較高；④檢校精度受坡反射率等環(huán)境因素影響。針對上述幾種激光幾何檢校方法進行對比分析，總結(jié)各自的優(yōu)缺點，如表所示?；谧匀坏匚餀z校法無需外業(yè)支持，成本較低，但精度相對較低，無法幾何檢校的需求，其中地面探測器法實施可行性更高，所以通常采用該方法進對檢校場地的要求基于地面探測器的衛(wèi)星激光測高儀的檢校需要臨時檢校場地，檢校場地的選取關(guān)系著參數(shù)檢校的精度，同時也影響著檢校作業(yè)的實施難易程度。從目前要求：由于激光波形受地形影響較大，為盡量減少干擾，檢校場應(yīng)選擇平地地面積；為了便于檢校設(shè)備的運輸和人員的安全等，臨時檢校場應(yīng)鋪設(shè)在郊區(qū)或.7對激光幾何檢校精度的要求激光測高的極限精度由載荷設(shè)計精度決定，但由于衛(wèi)星發(fā)射過程中的震蕩和在軌后的環(huán)境變化等原因，導(dǎo)致在軌后激光測高精度與載荷設(shè)計精度有較大差異。為了提升激光測高精度，使其接近或達(dá)到載荷設(shè)計精度，衛(wèi)星幾何檢校是必須開展的技術(shù)環(huán)節(jié)。激光幾何檢校是在衛(wèi)星在軌初期和業(yè)務(wù)化運行后周期激光幾何檢校精度主要取決于控制點測量精度和檢校算法精度。控制點測影響檢校的平面和高程精度，激光地面探測器的質(zhì)心提取精度在檢校精度的平校模型、大氣校正、潮汐改正等多個過程，每個環(huán)節(jié)都存在誤差，綜合考慮各測高儀經(jīng)過實驗室標(biāo)校后的距離測量精度，即載荷設(shè)計精度，高程精度計算方三、驗證試驗的情況和結(jié)果中心坐標(biāo)作為地面控制，先采用單檢校場獨立以及多檢校場聯(lián)合等不同組合方表5三個區(qū)域的相互驗證結(jié)果外推參數(shù)檢查數(shù)據(jù)平面位置誤差/m高程誤差/m經(jīng)度方向緯度方向2016-08-09檢校結(jié)果8-146.25-0.392016-08-29-9.2600.7798-14檢校結(jié)果2016-08-09-5.71012.5560.8512016-08-29-23.50-2.6700.8912016-08-29檢校結(jié)果2016-08-090.8618-145.2110.360多檢校場聯(lián)合檢校結(jié)果2016-08-098.780-0.2350.4918-147.77830.492016-08-299.890-4.998-0.689從上表可以看出，基于單個檢校場數(shù)據(jù)檢校后，利用其他檢校場參考數(shù)據(jù)進行驗證，平面精度優(yōu)于20m，最大高程精度優(yōu)于0.9m。利用三個檢校場數(shù)據(jù)且無法兼顧系統(tǒng)誤差參數(shù)隨時間變化部分，因此檢校精度相對較低，因此試驗校結(jié)果。表6不同地形坡度下激光測高數(shù)據(jù)的相對高程精度統(tǒng)計軌道號對比激光測高數(shù)據(jù)誤差(均值±中誤差)坡度<2°2°<坡度<5°5°<坡度<10°坡度>10°382檢校前52±126.9421±140.633.2±157.53檢校后-0.71±3.33914檢校前114.68±158.659.31±211.65檢校后-0.72±2.020.80±5.31944檢校前143.8523.5±172.64檢校后-0.56±4.80960檢校前.38±151.3629.12±205.37檢校后0.50±6.86檢校前70.69±91.4935.85±97.8743.89±159.84檢校后0.24±2.63-0.87±4.641.82±5.29檢校前47149.2檢校后0.40±2.83-0.61±3.330.89±5.57檢校前93125.298±149.0±192.91檢校后1.09±2.51-0.26±3.03-2.20±4.95-0.30±4.80檢校前45.29±189.07檢校后1.38±2.850.31±3.330.77±5.92a)激光與參考高程值b)高程差值圖3第944軌資源三號02星激光測高與AW3D30高程對比(檢校前)a)高程值b)高程差值圖4第944軌資源三號02星激光測高與AW3D30高程對比(檢校后)0a)高程值b)高程差值圖5第1081軌資源三號02星激光測高與AW3D30高程對比(檢校前)a)高程值b)高程差值圖6第1081軌資源三號02星激光測高與AW3D30高程對比(檢校后)為了進一步確定激光測高精度，試驗采用外業(yè)實測的方式，利用RTK測量D評價，檢校后以實測的控制點作為參考評價。檢校前后激光高程數(shù)據(jù)與各自參1圖7檢校前后激光高程及其差值變化表7檢校前后激光測高值統(tǒng)計序號激光測量高程值/m高程差值/m檢校前檢校后檢校前檢校后1980.92892.9574.342985.71897.74-0.023990.23902.27100.270.964994.24906.3097.885998.64910.6992.9661007.49919.5499.560.8471035.77947.8287-0.491178.04217.490.92均值/m--0.74中誤差/m--70.862表8激光測高參數(shù)檢校結(jié)果檢校階段Angle_X/