[發明專利]一種星載合成孔徑雷達影像的區域網平面平差方法

有效

• 申請號: 201910048589.5
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109709551B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 張過;汪韜陽;蔣博洋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01C11/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

本發明公開了一種星載合成孔徑雷達影像的區域網平面平差方法，本發明采用RPC模型替代原有的R?D模型，避免了針對不同衛星平臺的分別參數設置，實現了各類影像類型的統一處理，有助于提升在實際生產中的生產效率；同時利用區域網平差技術對SAR影像的幾何定位不一致進行補償，使得最終成果影像之間重疊區域的接邊精度和與地理參考之間的絕對定位精度都能夠滿足精度要求，保障實際生產中產品數據的精度可靠性；此外，在轉化成RPC模型之后，利用數字高程模型對前方交會過程進行高程方向的約束，解決了高程解算異常的問題，保障整個結果可靠性。

技術領域

本發明涉及攝影測量技術領域，特別是涉及一種星載合成孔徑雷達影像的區域網平面平差方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，以下簡稱為SAR)是現代雷達技術的重要發展方向之一，星載SAR作為其應用平臺的一種，其應用領域正在快速的拓展和深入，包括環境監測、陸地測圖、自然資源探測、災害管理以及海洋測繪等。與光學、紅外成像相比，星載SAR具有多極化、全天時、全天候成像等獨特優點。近來，國內外新一代的高分辨率星載SAR衛星先后成功發射，其成像系統性能不斷提升，星載SAR影像攝影測量應用價值越來越高。當前，星載SAR技術的研究與應用是我國對地觀測領域重點發展的方向。我國的星載SAR技術正處于一個追趕世界先進水平的階段，因此研究如何利用區域網平差技術解決其影像之間的幾何定位差異在實際的生產處理中具有重要的意義。

傳統的星載SAR影像的處理主要基于距離-多普勒模型(以下簡稱為R-D模型)，然而由于衛星平臺，工作模式的不同，利用R-D模型在實際的生產工作中需要根據不同的衛星平臺參數進行相應的設置，難以滿足通用化統一處理流程的需求，制約其大規模的實際運用。而有理多項式模型(Rational Polynomial Coefficient，以下簡稱為RPC模型)，是一種通用的衛星遙感影像的幾何模型，是在充分利用衛星遙感影像附帶的輔助參數基礎上，根據構建的嚴格成像幾何模型進行擬合而得到的廣義傳感器模型。因此，利用RPC模型替代原有的R-D模型，能夠實現不同衛星平臺SAR影像的通用處理，對于大規模運用SAR影像解決實際生產需要，提升其利用價值具有重要意義。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種星載合成孔徑雷達影像的區域網平面平差方法。

本發明所采用的技術方案是：

步驟1，讀取衛星CCD陣列影像，選擇相鄰衛星影像重疊區域的同名點作為影像間的連接點，根據控制點位信息在衛星影像上刺出控制點和檢查點，并將連接點、控制點和檢查點的坐標信息存成相應的點文件；

步驟2，讀取衛星CCD陣列影像的RPC參數文件、連接點文件、控制點文件和檢查點文件，得到衛星CCD陣列影像的RPC模型以及控制點和檢查點的地面坐標、影像坐標和連接點的像點坐標；

步驟3，確定地面點坐標和像方變換模型的初值，在確定地面點坐標時采用DEM約束的前方交會方法迭代得到；

步驟4，利用量測得到像點坐標和對應的地面點坐標，針對連接點和控制點分別對定向參數和地面點坐標求偏導并逐點構建誤差方程，并將構建的誤差方程進行法化；

步驟5，對法方程利用譜修正法迭代估計求解改正定向參數和地面點坐標；

步驟6，利用更新的影像連接點地面點坐標和影像定向參數，重復步驟3-步驟5，通過迭代過程不斷更新地面點坐標和影像定向參數，當滿足定向參數中的平移參數均小于閾值時，整個平差迭代結束；當不滿足預設條件時，返回步驟3繼續迭代計算，直到滿足迭代收斂條件；如果迭代次數達到預設迭代次數，仍然不能收斂，那么迭代結束；

步驟7，每完成一次平差迭代時，計算出檢查點對應的地面點坐標，并同時計算此次平差能達到的物方精度；計算連接點的像方誤差，統計本次迭代能達到的像方精度；