[發明專利]基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法

有效

• 申請號: 202110181461.3
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112986996B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 丁赤飚;仇曉蘭;羅一通
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 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: 周天宇

1.一種基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，其特征在于，包括：

獲取多源SAR衛星成像系統對目標點的SAR數據；

根據所述多源SAR衛星成像系統存在的位置誤差、速度誤差和斜距誤差，建立每個SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型；

根據所述SAR數據和所述每個SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型，建立每個SAR衛星對目標點的成像位置觀測值的誤差概率分布模型；

基于經典信息論，將所述目標點的客觀真實位置作為信源，所述多源SAR衛星成像系統作為信道，根據所述每個SAR衛星對目標點的成像位置觀測值的誤差概率分布模型建立多源SAR衛星定位幾何信息熵計算模型，并以最小化幾何信息熵為目標函數，推導得到多源SAR衛星定位的優化參數；

對傳統RD模型進行歸一化處理，并根據歸一化后的RD模型構建歸一化RD最優化定位模型；

根據所述歸一化RD最優化定位模型和所述多源SAR衛星定位的優化參數計算多源SAR衛星聯合三維定位的最終結果。

2.如權利要求1所述的基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，其特征在于，所述每個SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型滿足：

其中，ΔX_S，ΔY_S，ΔZ_S分別為SAR衛星在地心地固坐標系三個方向上的位置誤差，ΔV_X，ΔV_Y，ΔV_Z分別為所述SAR衛星在地心地固坐標系三個方向上的速度誤差，ΔR為斜距誤差，分別為所述SAR衛星的位置誤差、速度誤差和斜距誤差的方差。

3.如權利要求1所述的基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，其特征在于，所述根據所述SAR數據和所述每個SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型，建立每個SAR衛星對目標點的成像位置觀測值的誤差概率分布模型，包括：

根據所述目標點的客觀真實位置仿真得到成像真實位置，其滿足如下關系：

其中，為所述目標點的客觀真實位置，和分別為t時刻的SAR衛星位置和速度；f_D為多普勒中心頻率，λ、PRF、f_s分別為雷達的波長、脈沖重復頻率和采樣頻率；R、c分別為目標點的斜距和光速；R_near為近地點斜距；t、t_s分別為目標點對應的方位向時間和SAR衛星成像起始時間；(x₀，y₀)為SAR衛星對目標點的成像真實位置，其中，f_D、λ、PRF、f_s、R、t、t_s從所述SAR數據中獲得；

根據所述目標點的客觀真實位置及SAR衛星存在的位置誤差、速度誤差和斜距誤差仿真得到成像位置觀測值，其滿足如下關系：

其中，(x，y)為SAR衛星對目標點的成像位置觀測值，其中，x和y分別為SAR衛星對目標點的成像距離向坐標觀測值和方位向坐標觀測值；ΔR分別為SAR衛星存在的位置誤差、速度誤差和斜距誤差；

根據所述成像真實位置和所述成像位置觀測值得到成像位置觀測值的誤差，其中，所述成像位置觀測值的誤差(x_e，y_e)滿足：(x_e，y_e)＝(x，y)-(x₀，y₀)；

對每個SAR衛星，在相應方位向時間下對所述SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型下的位置誤差、速度誤差和斜距誤差進行采樣，并重復上述步驟，獲取所述SAR衛星對目標點的成像位置觀測值的誤差概率分布模型，其滿足：

其中，x_e和y_e分別為SAR衛星對目標點的成像距離向坐標觀測值的誤差和方位向坐標觀測值的誤差，分別為成像位置觀測值誤差在成像圖像距離向和方位向兩個方向上的方差。