High‐frequency attitude jitter correction for the Gaofen‐9 satellite

With the gradually improving resolution of earth observation satellite images, attitude determination accuracy has become a key factor influencing image geometric positioning accuracy. However, high‐frequency attitude jitters caused by the instability of the satellite platform lead to image distortions which cannot be corrected by the low‐frequency star sensor and gyro attitude measurement. Therefore, this paper proposes a high‐frequency attitude jitter correction method based on micro‐vibration accelerometer measurement. Three images from the GaoFen‐9 (GF‐9) satellite over Lijiang in China were selected to verify the method. The correction effect was assessed in terms of road straightness and image relative registration error. The results show that the proposed method can effectively eliminate image distortions caused by high‐frequency jitters, providing a feasible way to process images from small agile satellite platforms. Résumé Avec l'amélioration progressive de la résolution des images des satellites d'observation de la Terre, la précision de la détermination de l'attitude est devenue un facteur clé qui influence la précision de positionnement géométrique de l'image. Cependant, les oscillations d'attitude à haute fréquence provoquées par l'instabilité de la plate‐forme conduisent à des distorsions de l'image qui ne peuvent pas être corrigées par les mesures à basse fréquence d'un senseur stellaire ou d'un gyroscope. Cet article propose donc une méthode de correction de ces oscillations basée sur la mesure de micro‐vibrations par accéléromètre. Trois images du satellite GaoFen‐9 (GF‐9) ont été acquises au‐dessus de Lijiang en Chine pour vérifier la méthode. L'effet de la correction a été évalué en termes de linéarité des routes et d'erreur de recalage relatif entre images. Les résultats montrent que la méthode proposée peut éliminer efficacement les distorsions provoquées par les oscillations à haute fréquence, ce qui permet de traiter les images acquises par de petits satellites agiles. Zusammenfassung Mit der zunehmenden Verbesserung der Auflösung der Aufnahmen von Erdbeobachtungssatelliten wurde die Genauigkeit der Bestimmung der Neigungsinformation ein Schlüsselfaktor für die geometrische Genauigkeit der Positionsbestimmung aus den Bilddaten. Allerdings führen hochfrequente Neigungsschwankungen, verursacht durch Instabilitäten der Satellitenplattform, zu Bildverzerrungen, die mit Hilfe niederfrequenter Sternsensoren oder Neigungsmessungen mit Kreis