[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

本公開提供一種基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，包括：獲取多源SAR衛星成像系統對目標點的SAR數據；根據多源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SAR衛星幾何定位誤差源概率分布模型；根據SAR數據和SAR衛星幾何定位誤差源概率分布模型，建立SAR衛星成像位置觀測值的誤差概率分布模型；根據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；根據歸一化RD最優化定位模型和優化參數計算多源SAR衛星聯合三維定位的最終結果。

技術領域

本公開涉及合成孔徑雷達三維定位領域，特別涉及一種基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法。

背景技術

隨著我國合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)衛星的數量逐漸增加，SAR衛星數據時空分辨率不斷提升，當前SAR衛星數據在數據體量、數據類型、數據價值、數據增長速率等方面都已具備大數據的特征。面對海量豐富的SAR遙感大數據，發展多源SAR三維定位技術有其重要的意義。區別于單景圖像的三維定位，在多源星載SAR圖像的三維定位方法中，通過對同一場景選取多個SAR傳感器的圖像，利用幾何構象模型和前方交會法，確定目標點的地理空間坐標。

三維定位問題從本質上說，是從大量SAR數據中提取地物的三維信息。當前，主流的多源SAR衛星三維定位方法大多基于最小二乘理論，也即尋找一個位置的解，使其到所有已觀測位置的距離平方和最小。雖然現有的三維定位方法已經在定位模型、計算方法、誤差校正方法等多個層面有深入的研究，但這些研究均未探究到SAR數據的信息本質，尤其是在多源SAR遙感數據的情況下，不同衛星的觀測值服從不同的概率分布模型，甚至相同衛星不同角度的觀測值也應服從不同的概率分布模型。此時最小二乘理論是否能夠最有效地利用大數據的信息量，能否達到三維定位的精度極限，都尚不清楚。因此，如何最大程度上挖掘多源SAR遙感數據中潛藏的地物三維信息，并建立一套基于遙感大數據信息論的三維定位方法，仍然是一個非常值得研究的課題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本公開提出一種基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，以克服現有方法在多源SAR衛星聯合進行定位時求解不準確、不穩定的問題。

(二)技術方案

本公開提出一種基于幾何熵的多源SAR衛星聯合三維定位方法，包括：

獲取多源SAR衛星成像系統對目標點的SAR數據；

根據多源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SAR數據和每個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，將目標點的客觀真實位置作為信源，多源SAR衛星成像系統作為信道，根據每個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；

根據歸一化RD最優化定位模型和多源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。

可選地，每個SAR衛星的幾何定位誤差源的概率分布模型滿足：