Географическая привязка изображений по контрольным точкам (КТ) позволяет как повысить точность геопривязки по сравнению с автоматической привязкой по навигационным данным, так и осуществить геометрическую калибровку съёмочной аппаратуры.
Методика отрабатывается на примере изображений, получаемых камерами МСУ-201 и МСУ-202, входящими в Комплекс многозональной спутниковой съемки (КМСС-М) на КА «Метеор-М» №2 и имеющими разрешение около 60 м. С этой целью используется банк КТ Landsat, содержащий около 3 млн. КТ с разрешением 30 м, и банк КТ Sentinel, имеющий разрешение 10 м и разрабатываемый в ИКИ РАН, в отделах оптико-физических измерений и технологий спутникового мониторинга.
Идентификация КТ на изображениях КМСС-М проводится корреляционными методами. Ниже приводится пример фрагмента изображения МСУ-201, на котором показаны идентифицированные контрольные точки Sentinel.
Контрольные точки Sentinel на изображении МСУ-201.
Разными цветами показаны КТ, детектированные в разных каналах.
Координаты КТ на изображении вместе с их географическими координатами и данными навигационного обеспечения съемок КМСС-М (координаты и ориентация КА в момент получения каждой строки изображения) используются для полётной геометрической калибровки камер, т.е. для нахождения проекционной функции, определяющей направление наблюдения для каждого элементарного детектора ПЗС-линеек каждого канала в приборной системе координат камеры.
На следующем рисунке для показаны углы направления наблюдения КТ поперек трассы полета (φ) и вдоль трассы полета (ϑ) в приборной системе координат (ПСК) для смотрящего вперед канала 1 камеры МСУ-201. Эти данные аппроксимируются калибровочной функцией, параметрами которой являются эффективное фокусное расстояние, положение плоскость съемки для канала и параметры дисторсии.
Углы наблюдения контрольных точек поперек (а) и вдоль (б) трассы полета в канале 1 МСУ-201 в приборной системе координат камеры и соответствующие остаточные отклонения положения КТ от калибровочной функции (в, д); красные – КТ Sentinel, синие – КТ Landsat.
Остаточные отклонения КТ от калибровочной функции, как правило, не превышает 1 пикс., среднеквадратическое отклонение составляет 0,3 пикс.