[發明專利]一種基線動態測量系統的精度獲取方法

有效

• 申請號: 201210077707.3
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN103323855A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 向茂生;王靜;韋立登;劉忠勝;孫曦蕊
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及測繪行業信息獲取與處理技術領域，特別是一種雙天線干涉合成孔徑雷達中基線動態測量系統的精度獲取方法。

背景技術

為了獲取1∶10000和1∶5000甚至更高比例尺的測圖需要，要求雙天線干涉合成孔徑雷達(InSAR)高程精度要達到0.1m～0.3m。對于InSAR系統，在測繪作業過程中，其平臺受航跡的調節和大氣湍流等因素的影響，載機平臺不僅偏離理想運動軌跡，而且會使柔性基線產生振動、扭曲等變形，引起天線的位置和姿態發生變化，最終使天線的相位中心總是偏離理想運動狀態而產生的運動誤差。這些運動誤差不僅會對雷達圖像產生影響，造成信噪比下降、方位模糊增加、散焦和分辨率下降，并出現幾何和相位失真等等，而且還會直接影響到干涉復圖像對之間的相干性，從而在干涉相位中產生相位誤差，并在最終反演得到的高程信息中引入高程誤差。因此必須在測繪作業過程中實時地對天線位置和姿態進行精密的動態測量，進而精確確定干涉基線的長度和姿態，形成高精度的矢量基線，然后利用相關干涉運動補償技術和基線補償技術，實現高精度的干涉測量。

InSAR系統是一套技術難度極其復雜的綜合性系統，基線動態測量系統是其中的關鍵組成部分，其性能直接決定了整個系統是否能獲得符合技術指標要求的干涉測量結果。圖1為現有技術基線動態測量系統的結構示意圖。如圖1所示，該基線動態測量系統利用CCD相機、激光測距儀和慣性測量單元三者組合起來最終實現InSAR雙天線的動態測量。圖1中數碼相機1和相機2，激光測距儀1和激光測距儀2、慣性測量單元IMU與控制處理器安裝在剛性測量平臺上，天線1和天線2上分別安裝3個LED標志。兩臺相機的鏡頭分別對著左右兩個天線上的LED標志，對LED標志的圖像進行跟蹤拍攝。同時激光測距儀1和激光測距儀2實時測量測量平臺和兩個天線的精確距離。采用攝影測量的原理計算兩個天線在相機1和相機2坐標系下的坐標，慣性測量單元測量平臺的精確位置和姿態，將攝影測量計算的坐標信息和測量平臺的位置和姿態一起傳送給控制處理器。控制處理器通過軟件計算就可以得到兩個天線在全球大地坐標系下的精確位置和姿態，從而給出InSAR的動態基線測量結果。

由于基線動態測量系統的精度直接影響InSAR系統的干涉測量高程的精度，因此在其研制期間和研制之后，在地面上必須進行大量的試驗工作，以驗證基線動態測量系統性能是否滿足指標要求。然而，現有技術并沒有提供出基線動態測量系統精度獲取方法，導致對基線動態測量系統精度無法準確、科學地做出評價。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為解決上述的一個或多個問題，本發明提供了一種雙天線干涉合成孔徑雷達中基線動態測量系統精度獲取方法，以提高基線動態測量系統精度獲取的準確性和科學性。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種基線動態測量系統的精度獲取方法。該方法包括：在天線模型上分別安裝基線動態測量系統和激光跟蹤儀的合作目標，將天線模型安裝于天線模擬運動平臺；基線動態測量系統和激光跟蹤儀分別對準天線模型上相應的合作目標；天線模擬運動平臺產生天線運動所需要的運動軌跡，基線動態測量系統和激光跟蹤儀同時測量天線模型上其合作目標的位置和姿態變化，分別得到天線的相位中心的位置和姿態變化；根據基線動態測量系統和激光跟蹤儀的坐標系轉換關系，把激光跟蹤儀測量的模擬天線的相位中心的位置和姿態變化統一到基線動態測量系統坐標系下；以基線動態測量系統坐標系下激光跟蹤儀測量的天線模型的相位中心的位置和姿態變化作為標準值，將基線動態測量系統的測量值與該標準值比較，進行誤差統計分析，得到基線動態測量系統的測量精度。

(三)有益效果

綜上所述，本發明雙天線干涉合成孔徑雷達基線動態測量系統精度獲取方法具有以下有益效果：

(1)本發明采用高精度的激光跟蹤儀作為參照系統，誤差小，評估的精度更真實可靠；

(2)本發明采用六自由度平臺能夠模擬天線的任意運動狀態，更符合實際天線的抖動情況；

(3)本發明充分考慮了雙天線InSAR基線動態測量系統的需求，兼顧現有技術條件和成本，具有結構清晰、成本較低、實用簡單有效等優點。

附圖說明

圖1為現有技術基線動態測量系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例基線動態測量系統精度獲取方法的流程圖；

圖3為本發明實施例基線動態測量系統精度獲取方法中基線動態測量系統和激光跟蹤儀設置位置的示意圖；

圖4是本發明實施例基線動態測量系統精度獲取方法中涉及到的各個坐標系的轉換關系示意圖。