Fototriangulação de imagens PRISM-ALOS com estimativa dos POI em órbita utilizando os modelos de plataforma UCL e J2

Abstract

Resumo: No contexto dos modelos rigorosos para orientação de imagens orbitais, para que o completo potencial geométrico das mesmas seja explorado, duas questões surgem. A primeira está relacionada aos conhecimentos mais exatos possíveis dosparâmetros de orientação exterior (POE) e dos parâmetros de orientação interior (POI). Os valores dos POI são normalmente estimados por calibração em laboratório, antes do lançamento do satélite. Porém, as acelerações e mudanças ambientais drásticas impostas durante o lançamento do satélite, bem como a influência termal do sol quando o mesmo encontra-se em órbitapodem causar alterações nos valores nominais dos POI. Desta forma, a estimativa dos POI em órbita ao mesmo tempo em que ocorre a orientação das imagens é recomendável. A segunda questão diz respeito ao modelo de plataforma a ser utilizado na modelagem rigorosa, uma vez que as posições do satélite durante o imageamento devem ser estimadas com o máximo de exatidão. Nesta pesquisa propõe-se o uso do modelo de plataforma UCL e deste modelo adicionado da perturbação orbital proveniente da atração gravitacional da Terra, devido ao seu achatamento polar, denominado de modelo J2. Ambos os modelos foram adaptados ao uso de coordenadas referenciadas a um Sistema de Referência Terrestre. Foram avaliadas fototriangulações das imagens de três tripletos PRISM-ALOS,com e sem estimativa dos POI em órbita, utilizando os dois modelos de plataforma mencionados.A partir dos resultados verificou-se que o uso do modelo de plataforma J2 não proporcionou diferenças significativas nas exatidões, em relação ao uso do modelo UCL. Verificou-se também que a estimativa dos POI em órbita nas fototriangulações proporcionou melhorias significativas de exatidão nas componentes altimétricas. Nas exatidões planimétricas resultantes, a estimativa dos POI em órbita propiciou melhoras na ordem do decímetro. Com o objetivo de analisar a usabilidade dos POI estimados na orientação de outras imagens não participantes do processo de estimativa, os POI estimados com o primeiro tripleto foram utilizados para a orientação interior nas fototriangulações das imagens do terceiro tripleto. Como resultado verificou-se uma piora na componente planimétrica e uma ligeira melhora na componente altimétrica em relação à fototriangulação do terceiro tripleto com a estimativa dos POI em órbita

Abstract: In the context of rigorous models for satellite images orientation, two questions arise for the full explorationof the geometric potential. The first question relates to the most accurate possible knowledge of the exterior orientation parameters (EOP) and the interior orientation parameters (IOP). The IOP values are usually estimated by calibration in the laboratory, before the launch of the satellite. However, accelerations and drastic environmental changes imposed during the launch of the satellite, as well as the thermal influence of the sun when it is in orbit can cause changes in nominal IOP values. Thus, the images orientation with the on orbit estimate of IOP is recommended. The second question concerns the platform model to be used in rigorous modeling, since the satellite positions during the imaging should be estimated with maximum accuracy. This research proposes the use of the UCL platform model and of the UCL platform model added of the orbital perturbation from the Earth's gravitational attraction, due to its polar flattening. This platform model was called J2 model. Both models have been adapted to using coordinates referenced to the Terrestrial Reference System. Bundle block adjustments of three PRISM-ALOS images triplets with and without on orbit IOP estimation using the two mentioned platform models were evaluated. From the results it was found that the use of J2 platform model provided no significant differences in accuracies in relation to the use of UCL model. It was also found that the on orbit estimate of IOP in the bundle block adjustments provided significant improvements of accuracy for the altimetric components. In the planimetrics resulting accuracies, on orbit estimate of IOP provided improvement in the order of decimeter. In order to analyze the usability of the estimated IOP on the orientation of other images are not participants in the estimation process, the estimated IOP with the first triplet were used to the interior orientation in the bundle adjustment of the third triplet images.As a result it was observed a decrease of accuracy in planimetric component and a slight improvement inaltimetric componentrelative to the bundle adjustment of the third triplet images with on orbit IOP estimation.