本书分析卫星激光测高的现状及发展趋势，重点论述对地观测卫星激光测高数据处理技术，研究国产卫星激光测高仪在轨几何检校方法，提出广义激光高程控制点自动提取算法，开发对地观测卫星激光测高数据处理系统，开展激光测高数据在航天摄影测量、林业树高生物量测量、极地冰盖监测等方面的应用研究，并对下一代单光子激光测绘卫星进行展望。
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第1章 绪论 1
1.1 卫星激光测高发展概况 1
1.2 国内外卫星激光测高发展现状 5
1.2.1 已发射的星载激光测高仪 5
1.2.2 国外计划发射的星载激光测高仪 13
1.3 卫星激光测高技术对比分析 17
1.3.1 与卫星雷达测高的对比分析 17
1.3.2 与卫星激光测距的对比分析 18
第2章 卫星激光测高基本原理与相关测量基准 20
2.1 卫星激光测高基本原理与系统构成 20
2.1.1 基本原理 20
2.1.2 系统构成 21
2.2 空间基准与时间基准 26
2.2.1 空间基准 26
2.2.2 时间基准 30
第3章 卫星激光测高严密几何模型与误差分析 34
3.1 国内外研究现状 34
3.2 卫星激光测高严密几何模型构建 35
3.3 误差分析 37
3.3.1 硬件误差 38
3.3.2 地形起伏引起的误差 41
3.3.3 光行差影响及改正 44
3.4 各类潮汐影响及改正 44
3.5 大气折射对激光的影响及改正 46
3.5.1 大气折射率的计算 46
3.5.2 平面偏移改正 50
3.5.3 距离延迟改正 52
第4章 卫星激光测高全波形数据模拟与处理 56
4.1 国内外研究现状 56
4.2 在轨回波模拟仿真 57
4.2.1 激光雷达方程 57
4.2.1 回波信号模拟 60
4.3 全波形数据处理方法 62
4.3.1 波形预处理 63
4.3.2 波形分解 64
4.3.3 特征参数提取 66
第5章 ICESat/GLAS及资源三号02星激光测高系统 68
5.1 ICESat/GLAS激光测高系统 68
5.1.1 ICESat/GLAS载荷基本信息 68
5.1.2 ICESat/GLAS数据处理方法及产品 72
5.2 资源三号02星激光测高仪 76
5.2.1 资源三号02星概述 76
5.2.2 资源三号02星试验性激光测高仪 77
5.3 资源三号02星激光测高理论精度分析 79
第6章 卫星激光测高仪在轨几何检校方法 82
6.1 国内外研究现状 82
6.2 卫星激光测高仪“两步法”在轨几何检校 83
6.2.1 基于地形匹配的激光指向角粗检校 83
6.2.2 基于地面探测器的精确几何检校 86
6.3 基于GLAS模拟数据的粗检校试验 89
6.4 资源三号02星激光在轨几何检校试验 92
6.4.1 资源三号02星激光测高数据原始精度 93
6.4.2 资源三号02星激光测高仪两步法在轨几何检校 96
6.4.3 检校后几何精度验证 100
第7章 卫星激光高程控制点自动提取及数据库建设 105
7.1 国内外研究现状 105
7.2 多参数多准则约束的激光高程控制点自动提取方法 106
7.2.1 基于公开地形数据的激光足印点粗差剔除 106
7.2.2 激光测距属性参数约束的粗粒度筛选 108
7.2.3 回波波形特征参数约束的精细化提取 109
7.3 全球广义激光高程控制点数据库设计 111
7.3.1 广义激光高程控制点 111
7.3.2 数据库总体设计 112
7.3.3 广义激光高程控制点库结构设计 114
7.4 精度验证与分析 116
第8章 卫星激光测高数据与光学卫星影像联合处理 118
8.1 国内外研究现状 118
8.2 卫星激光测高数据与立体影像联合平差方法 119
8.2.1 基于严密几何模型的联合平差解算 120
8.2.2 基于有理函数模型的联合平差解算 123
8.2.3 激光与影像的有效配准 125
8.3 试验分析 126
8.3.1 GLAS激光测高数据与资源三号影像联合平差 126
8.3.2 资源三号02星激光测高数据与影像联合平差 128
8.3.3 分析与总结 138
第9章 软件设计与工程应用 139
9.1 卫星激光测高数据产品体系设计 139
9.2 软件系统开发 142
9.2.1 需求分析 142
9.2.2 功能介绍 142
9.3卫星激光测高数据工程化处理 146
9.3.1 GLAS激光测高数据处理 146
9.3.2 资源三号02星激光测高数据处理 148
9.4 卫星激光测高数据的应用 155
9.4.1 在林业树高参数提取中的应用 155
9.4.2 在冰盖监测中的应用 159
9.4.3 在航天摄影测量中的应用 162
第10章 卫星激光测高系统展望 165
10.1 国产高分七号卫星激光测高系统 165
10.2 国产陆地生态系统碳监测卫星激光测高系统 169
10.3 美国ATLAS先进地形激光测高系统 170
10.4 对后续国产激光测高卫星发展的几点思考 174
参考文献 175
后记 185
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