[發明專利]一種基于剛性和柔性基線組合的多基線測量方法

有效

• 申請號: 201210512927.4
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103852760A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 向茂生;丁赤飚;洪文;汪丙南;韋立登
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明信息獲取與處理技術領域，涉及一種基于剛性和柔性基線組合的多基線測量方法。

背景技術

干涉合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)系統中主要通過穩定的干涉基線保證干涉測量性能，然而根據實際的飛行平臺通常構建較短的剛性基線來保證干涉SAR系統高程測量精度，隨著SAR傳感器技術的發展，多天線分布式同時對地觀測成為SAR研究的一個重要方向。然而受平臺限制，多基線不能完全保持剛性，隨著平臺運動發生柔性變形。

采用分布式POS(Position?&?Orientation?System)系統進行柔性基線測量是一種較為直接的方法，分布式POS由1個安裝在飛機腹部的主系統和若干分布安裝在機翼上的子POS系統構成，得到高精度的位置、速度和姿態信息，通過建立機翼撓曲變形模型，將主系統得到的高精度位置、速度和姿態信息傳遞到子系統，提高子系統的位置、速度和姿態精度。

分布式POS系統柔性多基線的測量方案具有如下的技術缺陷：

(1)POS系統定位精度在厘米量級，不能滿足高精度SAR成像的需求。

(2)分布式POS系統價格昂貴，大大增加了測量系統成本。

(3)要提高分布式POS測量精度，需要構建精確的機翼撓曲變形模型，這在實際中很難實現。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明的目的是提供一種基于剛性和柔性基線組合的多基線測量方法。

為了實現所述目的，本發明提供的一種基于剛性和柔性基線組合的多基線測量方法，所述多基線測量的步驟如下：

步驟S1：在多基線干涉SAR系統中構建一個主POS系統，一條剛性基線，多條柔性基線和分布式IMU；

步驟S2：對多基線干涉SAR系統采集的數據做后處理融合，得到秒級的柔性基線低頻分量；

步驟S3：將柔性基線低頻分量與分布式IMU進行組合濾波，得到各個分布式IMU高頻運動信息，從而獲得柔性基線高頻分量。

本發明的有益效果

與現有技術相比，存在下面的優勢：

(1)本方案采用干涉相位來估計柔性基線信息，大大提高了測量精度。

(2)本方案采用一部高精度POS系統加分布式IMU模式進行柔性基線測量，IMU可采用輕型較低精度IMU，大大降低了成本且利于實際安裝。

(3)本方案不需要構建復雜的機翼撓曲變形模型，僅通過干涉SAR數據后處理來實現基線運動信息高頻輸出，更易于工程實現。

附圖說明

圖1是本發明的多基線干涉SAR系統結構圖；

圖2是本發明的多基線估計原理圖；

圖3是本發明的組合濾波結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

本發明一種基于剛性和柔性基線組合的多基線測量方法，包括以下步驟：

步驟S1：圖1示出為多基線干涉SAR系統結構圖，由一個主POS系統，一條剛性基線，多條柔性基線和兩個分布式器件IMU組成，多條柔性基線首尾端串聯連接，每根串聯連接的柔性基線的兩端部分別與多基線干涉SAR系統的兩個天線的一連接孔處，將多個天線構成串聯連接結構，在串聯連接天線結構的中間位置由剛性基線分別與兩個天線的連接孔連接，主POS系統位于剛性基線附近，兩個分布式器件IMU位于柔性基線處天線附近。主POS系統采用POS?AV610系統，其后處理位置測量精度達到5厘米，水平姿態角(橫滾/偏航)測量精度為2.5°‰，航向角測量精度為5°‰，其具體技術指標如下表所示。