[發(fā)明專利]一種針對(duì)聚束模式星載SAR圖像的幾何校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110433361.1
• 申請(qǐng)日: 2011-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102565797A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬波;門(mén)志榮;陳杰;楊威;李春升;劉月珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種針對(duì)聚束模式星載SAR圖像的幾何校正方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：讀入相關(guān)參數(shù)和回波數(shù)據(jù)，在星地空間幾何關(guān)系基礎(chǔ)上，建立由斜距方程、多普勒方程、地球模型方程三個(gè)方程組成的定位方程，具體步驟又分為：

A、讀入幾何校正參數(shù)，包括星歷參數(shù)和多普勒參數(shù)：偏心率e、半長(zhǎng)軸a、升交點(diǎn)赤徑Ω、近地點(diǎn)幅角ω、軌道傾角i、過(guò)近心點(diǎn)時(shí)刻τ、偏航角Ψ、俯仰角θ、橫滾角Φ、雷達(dá)照射中心時(shí)刻t₀、波長(zhǎng)λ、多普勒中心頻率多普勒調(diào)頻率參考斜距R_min、斜視角φ、信號(hào)采樣率f_s、脈沖重復(fù)頻率prf，地面目標(biāo)在不轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系下的大致坐標(biāo)矩陣[xt0,yt0,zt0]T;]]>

B、讀入星載SAR圖像回波信號(hào)數(shù)據(jù)和SAR圖像大??；

C、建立由斜距方程、多普勒方程、地球模型方程組成的非線性定位方程組；

步驟二：根據(jù)星地空間幾何關(guān)系計(jì)算雷達(dá)照射中心時(shí)刻衛(wèi)星位置矢量、速度矢量在不轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

步驟三：利用聚束工作模式或滑動(dòng)聚束工作模式的成像原理來(lái)對(duì)星載SAR圖像中像素點(diǎn)(i，j)，其中i為行數(shù)，j為列數(shù)，完成斜距與多普勒頻率的修正處理，具體處理過(guò)程分別為：

A、根據(jù)像素點(diǎn)(i，j)的位置與場(chǎng)景中心點(diǎn)位置的關(guān)系，計(jì)算該像素點(diǎn)與傳感器的斜距；

B、對(duì)像素點(diǎn)(i，j)，通過(guò)利用參考點(diǎn)的多普勒中心頻率和多普勒調(diào)頻率來(lái)修正不同目標(biāo)點(diǎn)的多普勒頻率；

步驟四：對(duì)星載SAR圖像中某一像素點(diǎn)(i，j)，其中i為行數(shù)、j為列數(shù)，讀入其對(duì)應(yīng)的斜距和多普勒頻率，用牛頓迭代處理求解非線性方程組，解出該像素點(diǎn)在不轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x_t，y_t，z_t)，最后求出該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度，具體步驟又分為：

A、讀入衛(wèi)星位置矢量、速度矢量在不轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

B、讀入待定位像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多普勒頻率和斜距；

C、將讀取的數(shù)據(jù)帶入到步驟一的非線性方程組中，分別對(duì)未知量(x_t，y_t，z_t)進(jìn)行求導(dǎo)運(yùn)算，得到3乘3的雅各比矩陣；

D、通過(guò)雅各比矩陣與待定位點(diǎn)在不轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系中的坐標(biāo)初始值矩陣，計(jì)算得到新的近似值矩陣；

E、將新的近似值矩陣帶入三個(gè)非線性定位方程，判斷三個(gè)方程的值是否符合精度要求；

F、將E中求解出的像素點(diǎn)在不轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)動(dòng)地心坐標(biāo)系下，進(jìn)而求出該像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度；

步驟五：判斷星載SAR圖像像素點(diǎn)是否全部處理完畢；若沒(méi)有處理完畢，則返回步驟3繼續(xù)執(zhí)行；若全部處理完畢，則繼續(xù)進(jìn)行步驟六；

步驟六：通過(guò)圖像重采樣處理技術(shù)完成圖像的幾何校正處理，即重新劃分經(jīng)緯度網(wǎng)格，將原始圖像中的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)到新的經(jīng)緯度網(wǎng)格中，輸出幾何校正結(jié)果，其具體步驟又分為：

A、利用之前求出的各像素點(diǎn)的經(jīng)緯度，找出場(chǎng)景中經(jīng)緯度的最值；

B、根據(jù)經(jīng)緯度最值和像素點(diǎn)個(gè)數(shù)得到重新劃分后相鄰像素的經(jīng)緯度間隔；

C、將原始圖像中的像素點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)傳遞給新的經(jīng)緯度網(wǎng)格對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)中；

D、輸出幾何校正結(jié)果圖和校正后的SAR圖像數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)聚束模式星載SAR圖像的幾何校正方法，其特征在于，所述的步驟一中，參數(shù)通過(guò)SAR圖像相關(guān)信息的副產(chǎn)品提供。