[發明專利]一種彈載SAR運動誤差圖像定位方法

有效

• 申請號: 201210253244.1
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102890276A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 孫兵;王燁;李冰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，具體地說，是指一種彈載合成孔徑雷達（簡稱SAR）的運動誤差圖像定位方法。

背景技術

合成孔徑雷達的平臺運動誤差是彈載SAR圖像幾何定位的重要影響因素。準確的運動誤差定位計算和分析能夠為彈載SAR系統設計提供定量的平臺參數約束，具有重要的工程參考價值。經典的機載或星載SAR系統往往工作在正側視狀態，載體平臺相對于地面目標作水平勻速直線運動，但是對于一些特殊的應用領域，SAR載體平臺（如戰斗機俯沖、導彈載入）無法做水平勻速直線運動，并且平臺具有一定的垂直速度運動。這種俯沖模式下的SAR成像過程中，運動誤差產生的圖像定位誤差除常規條帶模式下產生的定位誤差外，還有高度和俯沖速度引起的定位誤差，因此產生了針對俯沖模型的運動誤差圖像定位分析方法。

常規的定位誤差分析方法一般分為兩步，首先討論平臺位置誤差和速度誤差對多普勒參數的影響，其次根據多普勒參數討論圖像幾何誤差。常規定位誤差分析方法在推導過程中引入部分近似，這種近似對于分辨率較低的成像圖像可以容忍。但由于彈載SAR的應用往往對SAR圖像的幾何關系要求更為苛刻，此時如果仍然使用常規方法近似，則定位分析將產生較大誤差。因此，需要更加精確的定量幾何定位分析方法，更全面、更準確地反映平臺位置和速度誤差對SAR圖像幾何定位的影響，這對于工程應用尤為重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決彈載SAR應用對俯沖模型幾何關系的特殊要求，避免先討論平臺位置和速度誤差對多普勒參數的影響，再根據多普勒參數討論圖像幾何誤差的常規操作中所導致的近似誤差，在給定初始位置坐標、速度和運動誤差的條件下，直接從SAR定位多普勒方程組出發，對方程組進行數學求解，得到幾何校正后SAR圖像的幾何定位誤差的顯示解，根據該顯示解得到的圖像運動誤差幾何偏移量可以為SAR圖像定位提供初始輸入量，從而實現新的一種彈載SAR運動誤差圖像定位方法。

一種彈載SAR運動誤差圖像定位方法，包括以下幾個步驟：

步驟一、根據彈載SAR平臺與目標位置、速度關系建立俯沖模型下的直角坐標系，獲取起始時刻雷達平臺和目標點的位置坐標、雷達平臺三個方向的運動速度分量，設定位置誤差和速度誤差，獲取加入誤差后的位置坐標和各方向的速度值；

步驟二、根據等距離、等多普勒原理，建立SAR定位多普勒方程組，通過步驟一中得到的位置坐標、速度值以及幾何關系，得到SAR圖像的幾何定位誤差的顯示解，根據該顯示解，對圖像幾何誤差進行校正，從而完成對SAR運動誤差的圖像定位。

本發明的優點在于：

（1）本發明直接根據SAR定位多普勒原理，聯立彈載SAR俯沖模型定位方程組求出SAR圖像幾何定位誤差顯示解，避免了常規定位誤差分析方法中采用的近似操作，能得到更準確的圖像定位誤差；

（2）本發明中給出了兩種運動誤差因子產生圖像幾何定位誤差的顯示解，更全面的反映平臺位置和速度測量誤差對SAR圖像幾何定位的影響。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖；

圖2是本發明的彈載SAR俯沖模型幾何關系示意圖；

圖3是本發明的平臺移動示意圖；

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種彈載SAR運動誤差圖像定位方法，流程如圖1所示，包括以下幾個步驟：

步驟一、根據彈載SAR平臺與目標位置、速度關系建立俯沖模型下的直角坐標系，獲取起始時刻雷達平臺和目標點的位置坐標、雷達平臺三個方向的運動速度分量，設定位置誤差和速度誤差，獲取加入誤差后的位置坐標和各方向的速度值。具體為：

（a）根據彈載SAR平臺與目標位置、速度關系建立俯沖模型下的直角坐標系，獲取起始時刻雷達平臺和目標點的位置坐標、雷達平臺三個方向的運動速度分量；