资源卫星激光测距在轨检校规范 编制说明

2《资源卫星激光测距在轨检校规范》编制说明一、工作简况家标准化管理委员会关于下达2023年第一批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》，正式批准国家标准计划项目：资源卫星激光测距在轨），本项任务由中华人民共和国自然资源部提出，由全国地理信息标准化技术感应用中心承担编制，中国人民解放军61618部队、武汉大学、国家林业和草资源卫星激光测高仪发射升空后，受发射时的震动、太空失重等环境因素影响，卫星激光测高仪指向与测距均会发生一定变化。后续若需要将对地观测卫星数据广泛应用于各行业，首先需要对其开展在轨几何检校试验。然而，对地观测卫星激光几何检校由于受卫星姿态、轨道位置、大气延迟效应、潮汐、光行差等因素影响，检校方法流程复杂，检校精度难以保证。经资源卫星激光几何检校处理后得到的激光指向与测距参数，可用于精确解算出全球激光足印三维坐标，不仅可以为光斑应用提供精确地理位置，而且可以作为“高程控制”测绘地理信息行业对资源卫星激光几何检校标准和相应的技术流程规范提提出要“开展超高分辨率立体测绘卫星、激光测高卫星、干涉雷达卫星、重力卫星等后续卫星测绘指标论证与仿真系统研发，对辐射信号传输、相机系统、3星上数据处理系统等进行建模和仿真，形成卫星测绘应用指标体系。开展多星发展多类型高端卫星；突破卫星遥感定量调查与评价关键技术，开展卫星遥感定量调查与评价关键技术研究，构建基于光学、雷达、多光谱、高光谱等遥感术作为天空地海一体化立体监测遥感技术中的重要一环，由本标准对相关工作在国家大力发展资源卫星激光测高技术的背景下，形成规范化的资源卫星激光几何检校流程，有助于促进其技术进步，形成良好的行业应用，为更好地）：）：2）主要起草人及其所做工作自然资源部国土卫星自然资源部国土卫星自然资源部国土卫星术指标的制定工作、标准具体编制自然资源部国土卫星国家林业和草原局林4自然资源部第一大地国家林业和草原局林自然资源部国土卫星中国科学院上海技术自然资源部国土卫星自然资源部第一大地达自然资源部国土卫星自然资源部第一大地国家林业和草原局林多类型激光在轨标定技术路线具体自然资源部国土卫星自然资源部国土卫星自然资源部国土卫星自然资源部第一大地5完成标准实施方案，并提交至全国地理信息标准化技术委员会秘书处。随后编制了《资源卫星激光测距在轨检校规范》编写大纲和计划，初步拟定了标准的2023年5月-11月，标准编制课题组针对资源度需求开展广泛调研；并对常见的国内外卫星激光测高载荷开展误差因素理论分析，获得了资源卫星激光测高需要解决的误差类型，为产品标准的技术要求制定提供技术依据。在此基础上，开展卫星激光测高在轨几何检校关键技术指标的理论研究和实验验证，推导、提炼了资源卫星激光测距在轨检校的准确内现场会议和视频会议等多种形式与领域内生产作业单位、大学、科研院所的多产品模式、产品要求和质量检验等方面内容进行逐条逐句地认真讨论。最后综术要求和关键指标再次逐条开展理论分析和进一步实验验证，并经过多次内部讨论及修改，从整体上梳理标准内容和形式，形成了《资源卫星激光测距在轨二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据本标准编制中认真遵循了符合性、协调性、科学性、先进性、规范性和实（1）符合性本标准符合我国有关现行法律、法规要求。本标准涉及领域目前没有强制6范》、CH/T3028-2023《对地观测卫星激光测高数据质量评价指标及方法》、CH/T3027-2023《对地观测卫星激光测高数据产品》、CH/T3036-2024《对地《星载激光测高仪在轨场地定标方法》、GB/T42646-2023《星载激光测高仪场地定标探测器布设与测量方法》保持了体例、格式和内容间的一致性，避免新制定标准同已经颁布实施的同系标准之间的不一致性。鉴于测绘地理信息行《对地观测卫星激光几何检校技术规范》的内容，在激光移动和固定场的交替使用、多行业的适用性等方面进行了升级优化，兼顾已颁布标准的同时，更加强调新标准的先进性、实用性和适用性，使得本标准和其本标准对卫星激光测距在轨检校的各项指标要求均经过了科学严格地理论资源卫星激光测距在轨检校是借助卫星激光测高仪开展天空地海一体化立体监测中重要的一项技术，应遵循国家标准体系，确定本标准的定位、内容以及与其它标准的关系。标准编制过程中充分考虑到行业领域技术发展现状和实际工作需求，依托已有的技术优势和前期研究基础，不断总结经验，凝练资源卫星激光测距在轨检校技术中规范流程。旨在保证标准内容规范、对实际工作有指导作用，为形成统一而高效的技术规范，指导后续检校业务化作业，提高资源卫星激光测距在轨检校涉及较多新技术，首次系统规范了固定检校场因此需要明确最基本、最普遍适用的技术指标和要求以进行规范和约定，使之既可控制整个资源卫星激光测距在轨检校全过程的质量，又可以充分发挥不同本标准对资源卫星激光测距在轨检校的检校方法、检校过程和过程记录与本标准面向国家重大战略和行业重点业务工作的需求，围绕测绘地理信息技术体系建设、测绘地理信息转型升级等目标，明确资源卫星激光测距在轨检7校技术的执行流程和方法，促进资源卫星激光测距在轨检校的规范化生产。本标准考虑了长期业务化卫星激光测距在轨检校的可行性，兼顾未来国产激光测高卫星的发展趋势。在制定过程中始终坚持能够更好满足不同行业应用需求和应用习惯等原则，此外在指标制定时既积极兼顾了未来新型航天传感器的发展趋势及其所获取激光测距载荷的新型特征，同时也充分考虑了当前不同行业对激光测距产品的使用习惯和现状，并进行了必要的总结、提炼和规范，使得本标准的内容可以适用于大部分行业对激光测距产品的应用现状，并兼顾了未来本标准主要依据《中华人民共和国测绘法》、《中华人民共和国城乡规划法》、《中华人民共和国测绘成果管理条例》等法律法规和《标准化并结合资源卫星激光测距在轨检校、处理和应用等过程中的实际需求，科《资源卫星激光测距在轨检校规范》共分为范围、规范性引用文件、本标准规定了资源卫星激光测距在轨检校的总体要求、检校过程、过本标准适用于资源卫星激光测距仪在轨检校(以下简称检校)作业，激本标准所涉及到的总体要求和检校过程等规定，与许多现行国家标准有关，现行国家标准可用于补充本标准。因此，该部分将正文中直接引用8该部分介绍了本标准用到的缩略语，BODY：卫星本体坐标系(Body世界大地测量系统(WorldGeodeticSystem- 空间参考是对资源卫星激光在轨检校的空间约束，非特殊要求下，所激光测距的测量基础是通过激光发射至地面，再反射至激光接收器，通过记录激光从发射到接收期间的渡越时间，结合光速，计算卫星与地面的距离，因此时间对于资源卫星激光测距至关重要。本文件轨道了时间统本部分主要分为两部分，激光地面探测器的设计和布设要求、激光地激光检校移动场和激光检校固定场条件下的激光地面敏感器的设计和布设具有一致性，仅在激光检校固定场内的沉降存在差异，因为激光检校本部分主要分为两部分：激光检校固定场和激光检校移动场，两类场地的设计存在较大差异，激光检校固定场对地形、气候等要求更为严格，9程建设标准。激光检校移动场要求仅在试验期间具备条件，便于布设和撤针对捕获激光能量的激光地面探测器，采用制数据；针对激光地面角反射器，需要全部测量，在卫星数据下传至地面后，查看波形或光子数据和地面定位后才能分辨具体是发射至那些激光地面角反射器。该部分的控制数据测量精度至关重要，直接影响后续的激光在采用激光检校移动场开展资源卫星激光在轨检校过程中，激光足印激光测距的测量基础是通过激光发射至地面，再反射至激光接收器，通过记录激光从发射到接收期间的渡越时间，结合光速，计算卫星与地面的距离，因此时间对于资源卫星激光测距至关重要。本文件轨道了时间统 激光测距的测量基础是通过激光发射至地面，再反射至激光接收器，通过记录激光从发射到接收期间的渡越时间，结合光速，计算卫星与地面的距离，因此时间对于资源卫星激光测距至关重要。本文件轨道了时间统 激光测距的测量基础是通过激光发射至地面，再反射至激光接收器，通过记录激光从发射到接收期间的渡越时间，结合光速，计算卫星与地面的距离，因此时间对于资源卫星激光测距至关重要。本文件轨道了时间统 1时间要求“检校精度”激光测距的测量基础是通过激光发射至地面，再反射至激光接收器，通过记录激光从发射到接收期间的渡越时间，结合光速，计算卫星与地面的距离，因此时间对于资源卫星激光测距至关重要。本文件轨道了时间统能够用于立体测绘应用的卫星，其最重要特征就是卫星上装载了多台拥有不同成像视角的相机可以同步获取同一区域不同视角的多张影像，或者也可以通过卫星侧摆等敏捷成像方式由一台相机同轨或异轨获取同一区域不同视角的多张影像，组成立体像对，模拟人眼立体视觉原理，用以恢复成像时刻的立体场景，开展立体应用。本标准立足于测绘卫星这一重要特点，提出了测绘遥感影像产品包括平面和立体两种组合模式。因此该部 鉴于目前国内外绝大多数主流光学遥感测绘卫星均同步搭载全色和多光谱相机用于获取两种类型的遥感影像，且测绘遥感领域也一直有按照影导，并结合主编单位长期开展卫星立体影像生产和使用的丰富经验，提出了立体像对构建的重要指标，如立体像对的组成影像数量要求、组成影像影像产品通常情况下采用的坐标系、地图投影、高程获取影像的原始形式为长条带影像。在理想情况下，长条带影像作为一个整条带，内部误差趋于一致，仅需要少量控制点就可以实现整个条带影像的高精度绝对定向。因此长条带（也即本标准中提到的超景）是一种有效且实用的影像存储模式。然而在实际应用中，出于商业目的或技术原因，（如为了便于对海量遥感图像数据进行销售、处理、管理、分发、浏览查询等），一般采用图像数据分段、分块管理的方式，荷数据图像的全球参考系统（WorldwideReferenceSystem,WRS）格网，将长条带影像划分成若干段影像，每个WRS格网对应的一块或“色彩模式与像素位数”中规定了光学测绘遥感卫星影像产品全色影像和多光谱影像的波段数量、像素位数等。其中，随着未来航天摄影设备性能升级和发展，同时充分考虑到目前在轨运行的主流光学遥感测绘卫星出发，也为了高效适用计算机存储和处理，规定各级影像产品波段的像素“地面像元分辨率”中规定了全色影像和多光谱影像的空间分辨率。度。目前公认的生理学研究成果认为人眼能够辨识的两点的最短距离为0.075毫米，在制图时建议将分辨率取为0.1毫米，限差定位0.2毫米。根据以上生理学理论结论,我们选取0.1毫米的视觉分辨率作为光学遥感在充分分析总结国内外主流商业测绘卫星遥感影像产品的命名规则，积极吸纳主编单位长期从事卫星影像测绘生产及应用的丰富经验基础上，以简洁性、标识性、唯一性、扩充性等原则为指导，从便于数据组织、查“精度”中规定了光学遥感测绘卫星影像产品的几何精度和内部几何a)卫星原始影像的精度取决于卫星物理性能，其精度无法做出规定。b)几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品是在使用了足够的控制c)传感器校正影像产品是指在辐射校正影像基础上进行传感器校正感器校正影像产品的精度不宜低于几何精纠正影像产品精度的4业卫星传感器校正影像的精度水平也能够达到本标准中预设的精a)由于成像过程各类不规则畸变导致的影像像元的几何位置相对于而测绘遥感卫星影像重要用途是为了满足各行业要求而用于后续研究构建了传感器校正影像的内部几何畸变对最终平面和高程几何精度损失不能大于几何精度指标的原则条件下，经过适当取整，c)几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品通过控制点消除或减弱提出了几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品内部几何畸变限“影像质量”中遵循卫星影像应该真实反映成像时刻地物的真实辐射状态和能量值的原则，结合影像产品应该具有基本视觉美感的朴素要求，对各级光学遥感测绘卫星影像产品的辐射质量、色彩特征、云斑覆盖、影对固定，对成像时刻的天气状况无法灵活选择或规避，造成云斑覆盖情况较为常见。考虑到测绘遥感影像产品的主要用途是作为各个行业开展后续其他遥感或摄影测量处理的数据源，而非终结产品，因此对影像云斑覆盖指标不宜直接参考测绘地理信息产品中对含云量的高要求。主编单位结合了长期以来卫星影像处理和高级测绘产品生产应用过程的对云斑覆盖影响质量检查与验收相关国家或行业标准还没有制定。主编单位总结在长期卫星影像处理和质量检验业务化工作经验基础上，提出了光学测绘遥感卫星该部分参照测绘地理信息产品相关国家或行业标准中对产品包装的要该部分参照测绘地理信息产品相关国家或行业标准中对产品保密的要三、主要试验(或验证)的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果学传输型立体测绘卫星。它是由本标准主编单位作为牵头主用户的测绘专的更新。在主编单位承建的高分七号卫星地面应用系统中，参照本标准规校正影像产品、系统几何纠正影像产品、几何精纠正影像产品和正射纠正影像产品的规模化和业务化生产。证明了本标准中规定的产品分级合理可①委托国家测绘产品质量检验测试中心对高分七号传感器校正影像产用激光高程点作为高程控制点生产的高分七号卫星立体影像成果，山东测区平面位置精度中误差、高程精度中误差分别为6.01米、0.62米，江苏测区平面位置精度中误差、高程精度中误差分别为4.86米、0.53米，河北测区平面位置精度中误差、高程精度中误差分别为7.28米、0.58米。②委托自然资源部黑龙江测绘产品质量监督检验站对利用高分七号测等产品开展了质量检验，结果表明：利用高分七号立体卫星测绘遥感影像产品生产1:10000DSM、DEM、DOM、DLG基本满足相关产品的要求。其中DSM高程在平地区域满足二级精度要求，在丘陵地、山地区域满足一级精度要求；DEM高程在平地区域满足三级精度要求，在丘陵地、山地区域满③委托四川省测绘产品质量监督检验站对利用高分七号卫星立体影像DOM、DSM、DEM和DLG成果，进行了检验，结果表明：高分七号卫星1:1品平面和高程精度在全地形区域均满足1:10000精度要求；DOM产品平面精度在全地形区域均满足1:10000精度要求；DEM产品高程精度在平地和丘陵地形满足1:10000比例尺二级精度要求、在山地和高山地地形满足产品模式和产品要求等均可以满足相应比例尺的测绘生产，表明本标准的一部标准可以繁荣一个产业，这听起来似乎难以置信，但事实却正是如此。全球卫星数据产业近半个多世纪以来能够持续稳定发展，卫星产品分级标准的推广与应用起了相当大的作用。因为这些标准，卫星数据按照几何特性、辐射特性等方面，被划分成了不同的应用级别，企业可以依据卫星数据的不同指标制定合理的价格，不仅实现了优质优价的商业目的，像产品的品种和档次较多，行业内缺乏统一规范的描述方法用以交流，阻碍了卫星影像产品的正常流通，加上一些用户对卫星影像产品的认识不够成熟，这也为卫星影像应用市场今后的良性发展埋下了巨大的隐患。为了保护卫星运营商和遥感用户的共同权益，促进卫星应用市场的繁荣和健康在卫星研制、生产和应用过程中，世界各国特别是发达国家的卫星主的评估。由于过去国外卫星数据产品相比我国本土卫星影像产品具有明显的技术质量优势，加之我国卫星影像产品尤其是中高分卫星影像产品没有公认的标准，造成有的用户只认所谓国外卫星数据，这些外国品牌都试图用自己的