[發(fā)明專利]基于AIS的SAR圖像中船只位置計算和重聚焦的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010324490.6
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111474545B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仲利華;呂旖旎;仇曉蘭;劉佳音;韓冰;丁赤飚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/58;G01S13/42;G01S19/42
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種基于AIS的SAR圖像中船只位置計算和重聚焦的方法，包括：

S1，分別采用AIS系統(tǒng)和SAR平臺對船只進行探測，分別獲得第一GPS數(shù)據(jù)以及第二GPS數(shù)據(jù)；

S2，根據(jù)所述第一GPS數(shù)據(jù)和第二GPS數(shù)據(jù)分別獲得所述船只的空間坐標(biāo)以及所述SAR平臺的空間坐標(biāo)；

S3，根據(jù)所述船只的空間坐標(biāo)以及所述SAR平臺的空間坐標(biāo)獲得所述船只的第一距離歷程、第一速度以及第一加速度；

S4，將所述第一距離歷程最小時刻作為成像時刻，根據(jù)所述第一GPS數(shù)據(jù)獲得所述船只在所述成像時刻的靜止空間坐標(biāo)；

S5，根據(jù)所述靜止空間坐標(biāo)和SAR平臺的空間坐標(biāo)獲得所述船只的第二距離歷程、第二速度以及第二加速度；

S6，根據(jù)所述第一速度和第二速度獲得所述船只的位置偏移量；

其中，所述步驟S6包括：

S61，獲得所述第一速度和第二速度的速度差；

S62，根據(jù)所述速度差獲得所述船只的位置偏移量，計算公式如下：

其中，Δx為所述位置偏移量，ΔV_r為所述速度差，R為所述SAR平臺與所述船只的距離，V為所述SAR平臺的速度；

S7，根據(jù)所述第一加速度和第二加速度對所述船只方位向運動進行補償獲得所述船只的聚焦圖像；

其中，所述步驟S7包括：

S71，將所述船只切片并進行方位向IFFT操作，以變換至距離-多普勒域；

S72，在距離-多普勒域?qū)λ龃环轿幌蜻\動進行補償，補償函數(shù)H′_a如下：

其中，f_a為方位頻率，k_a為方位調(diào)頻率，k_at為補償調(diào)頻率，其中，λ為SAR平臺的雷達(dá)波長，ΔA為所述第一加速度與第二加速度的差；

S73，對補償完成后的切片進行方位向FFT操作獲得所述船只的聚焦圖像；

S8，將所述船只的聚焦圖像移動所述位置偏移量獲得所述船只的真實位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟S1還包括：

將所述第一GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至笛卡爾坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟S3包括：

S31，根據(jù)所述船只的空間坐標(biāo)以及所述SAR平臺的空間坐標(biāo)獲得所述船只相對于SAR平臺的第一距離歷程，所述第一距離歷程R_ship(t)的計算公式為：

其中，為所述船只的空間坐標(biāo)，[x_sar(t) y_sar(t) z_sar(t)]為所述SAR平臺的空間坐標(biāo)；

S32，對所述第一距離歷程求一階導(dǎo)數(shù)獲得所述第一速度；

S33，對所述第一距離歷程求二階導(dǎo)數(shù)獲得所述第一加速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟S5包括：

S51，根據(jù)所述靜止空間坐標(biāo)和SAR平臺的空間坐標(biāo)獲得所述船只在成像時刻相對于SAR平臺的第二距離歷程，所述第二距離歷程R_static(t)的計算公式為：

其中，[x_static(t) y_static(t) z_static(t)]為所述船只的靜止空間坐標(biāo)；

S52，對所述第二距離歷程求一階導(dǎo)數(shù)獲得所述第二速度；

S53，對所述第二距離歷程求二階導(dǎo)數(shù)獲得所述第二加速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟S1還包括剔除所述第一GPS數(shù)據(jù)和第二GPS數(shù)據(jù)中的異常值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述步驟S2包括：

對所述第一GPS數(shù)據(jù)和第二GPS數(shù)據(jù)進行插值擬合獲得所述船只的空間坐標(biāo)以及所述SAR平臺的空間坐標(biāo)。