[發(fā)明專利]基于優(yōu)化GPS數(shù)據(jù)的星載筆形波束微波散射計幾何定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810767229.6
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109100763A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張毅;林明森
• 申請（專利權(quán)）人: 國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/52;G01S19/53
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

本發(fā)明提供了一種基于優(yōu)化GPS數(shù)據(jù)的星載筆形波束微波散射計幾何定位方法，涉及衛(wèi)星定位的技術(shù)領(lǐng)域，包括：獲取每個脈沖發(fā)射時刻的目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)；基于對象在地面的位置點、地心、衛(wèi)星的位置點，建立對象定位數(shù)學(xué)模型；獲取星載散射計數(shù)據(jù)；將目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)和所述星載散射計數(shù)據(jù)輸入到對象定位數(shù)學(xué)模型中，得到地面觀測對象的定位信息。本發(fā)明利用GPS數(shù)據(jù)得到精確的衛(wèi)星軌道的信息，同時建立對象定位數(shù)學(xué)模型，并通過模型解算得到地面觀測象對象的位置信息，提高了定位的精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于優(yōu)化GPS數(shù)據(jù)的星載筆形波束微波散射計幾何定位方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星觀測面元的幾何定位是衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)的主要內(nèi)容，衛(wèi)星軌道的確定以及觀測面元地理位置計算方法的選擇直接影響最終的精度和計算效率。對于衛(wèi)星軌道這一參數(shù)，通常采用網(wǎng)上下載的軌道報結(jié)合SGP4(Simplified General Perturbations 4)模型計算得到衛(wèi)星的位置和速度。同時，SGP4軌道模型考慮的攝動項如下：大氣攝動、四階位勢諧波、同步與半同步軌道的自旋軌道共振、太陽及月球引力的影響。所以，基于軌道報的衛(wèi)星軌道確定方法需要在求解衛(wèi)星軌道的各個參數(shù)的過程中涉及較為復(fù)雜的計算，效率低，計算精度偏低，不能滿足高精度幾何定位的要求。

同時現(xiàn)有技術(shù)中，采用基于非參數(shù)的方法，計算觀測面元對象的位置信息。非參數(shù)法需要地物特征明顯且位置已知的地面點，即通常意義上的地面控制點(GCPs)，建立衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面控制點之間的空間關(guān)系模型。這個空間關(guān)系就是一個能糾正主要幾何畸變的映射函數(shù)，如多項式函數(shù)。非參數(shù)法其實是遙感中常用的幾何糾正，它的目的就是糾正系統(tǒng)及非系統(tǒng)性因素引起的圖像變形，從而使之實現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)影像、地圖或地面控制點的幾何配準(zhǔn)。然而，大量精確地面控制點的獲取會耗費大量的資金與時間，并且在有云的情況下，地面控制點難以識別，而當(dāng)觀測對象是海洋目標(biāo)時，地面控制點也就無法獲取。另外，利用精確地面控制點基于非參數(shù)法的地理定位更適合于光學(xué)成像傳感器或合成孔徑雷達雷達影像，對于不成像的微波數(shù)據(jù)則無法使用，這也是非參數(shù)法的缺陷所在。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供基于優(yōu)化GPS數(shù)據(jù)的星載筆形波束微波散射計幾何定位方法，提高了定位的精確度。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于優(yōu)化GPS數(shù)據(jù)的星載筆形波束微波散射計幾何定位方法，包括：

獲取每個脈沖發(fā)射時刻的目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)；

基于對象在地面的位置點、地心、衛(wèi)星的位置點，建立對象定位數(shù)學(xué)模型；

獲取星載散射計數(shù)據(jù)；

將所述目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)和所述星載散射計數(shù)據(jù)輸入到所述對象定位數(shù)學(xué)模型中，得到地面觀測對象的定位信息。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，在所述獲取每個脈沖發(fā)射時刻的目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)的步驟之前，還包括：

接收多組星載GPS數(shù)據(jù)；每組星載GPS數(shù)據(jù)中至少包括以下信息之一：衛(wèi)星的位置信息、衛(wèi)星的速度信息、衛(wèi)星的姿態(tài)信息；

逐一判斷所述多組星載GPS數(shù)據(jù)是否在預(yù)設(shè)的衛(wèi)星高度范圍內(nèi)，且預(yù)設(shè)的衛(wèi)星速度范圍內(nèi)；

如果是，則確定星載GPS數(shù)據(jù)為初始目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)；

利用三次樣條函數(shù)插值法，對所述初始目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)進行插值，得到每個脈沖發(fā)射時刻的目標(biāo)GPS數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，在所述逐一判斷所述多組星載GPS數(shù)據(jù)是否在預(yù)設(shè)的衛(wèi)星高度范圍內(nèi)，且預(yù)設(shè)的衛(wèi)星速度范圍內(nèi)的步驟之前，還包括：

從多組星載GPS數(shù)據(jù)中，將相同的星載GPS數(shù)據(jù)剔除。