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基于小范围地形匹配的星载光子计数激光测高仪迭代指向角校准方法

DOI：10.3390/rs11182158 期刊：Remote Sensing 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 冰、云和陆地高程卫星-2（ICESat-2）搭载了新型星载激光测高仪，该仪器具有光斑小、重复频率高的特点，可在地面形成密集光斑。本文针对这种新型星载激光测高仪的指向角校准问题，提出仅利用机载激光雷达小范围地形数据即可实现的快速指向角校准方法。基于最小高程差匹配准则，建立了迭代式指向角校准算法。实验采用模拟光子计数激光测高仪数据和ICESat-2实测数据验证算法有效性，结果表明：当使用1公里和2.5公里轨道长度时，校准后的指向角误差可分别降至约0.3角秒和小于0.1角秒。与传统金字塔搜索法相比，该迭代校准方法无需精心设计平衡计算耗时与校准精度的参数，且能将校准时间缩短至金字塔搜索法的约五分之一。
作者： Yaming Nan，Zhihui Feng，Enhai Liu，Bincheng Li
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本文聚焦于该新型星载激光测高仪的指向角校准问题，提出了一种仅需利用机载激光雷达勘测的小范围地形数据的快速指向角校准方法。

研究成果

实验结果表明，当仅使用1公里长的星载激光高度计轨迹时，仿真中校准后的平均指向角误差可降至约0.3角秒；采用2.5公里长轨迹时，指向误差能进一步减小至0.1角秒以下。该结果验证了光子计数激光高度计利用小范围地形数据的校准能力。同时，即便不进行进一步优化，所提出的迭代校准方法也可在数十秒内完成校准——这大约是我们对比实验中金字塔搜索法耗时的五分之一。

研究不足

该研究承认大气对测距延迟校正的影响，指出需要进一步方法来减少β角的校准误差，并提及机载与星载数据获取之间地形变化可能产生的影响。

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