[发明专利]一种光学卫星与SAR卫星图像融合的成像视角优化方法

说明书

一种光学卫星与SAR卫星图像融合的成像视角优化方法，通过对SAR卫星及光学卫星共同覆盖的成像区域进行确定，再对覆盖区域进行栅格化得到覆盖区域对应地心角序列，最后通过地心角序列分别计算得到SAR卫星及光学卫星侧视后分辨率，达到光学图像于SAR图像融合共同成像效果最优的目的，计算准确性高，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种光学卫星与SAR卫星图像融合的成像视角优化方法，属于遥感卫星领域。

背景技术

在遥感卫星领域中，光学卫星与SAR卫星是两种最为常用的成像卫星，绝大多数对卫星遥感图像有需求的用户均对光学卫星图像和SAR图像有大量的需求。光学遥感成像与SAR遥感成像的优缺点有一定的互补性和不可替代性，因此将光学遥感图像与SAR遥感图像进行融合应用是很有价值的，也是近年来卫星遥感工程及应用研究的一个新领域。为了提高光学遥感图像与SAR遥感图像的融合效果，一方面可以在卫星系统设计上将两类卫星进行联合设计，另一方面则需要在图像融合技术方面采取相应的措施。对于卫星工程系统设计而言，采用光学卫星与SAR卫星在工作模式上配合使用，将会为光学与SAR遥感图像的融合技术的发展提供重要的条件。

近年来，国内外应用系统的工程师和研究学者在光学与SAR遥感图像进行融合处理方面进行了研究、应用和探索，把不同机载和星载的遥感数据进行融合处理，取得了一定的成果和应用效果。然而，目前国内外的光学卫星与SAR卫星设计和成像使用都相对独立，也就是说，目前用来做遥感图像融合的光学和SAR图像均来源于不相关的设计载体，这种不相关载体所提供的图像在客观上给图像融合造成了一定的难度，也在很大程度上影响了图像的融合效果和应用价值。目前，光学卫星和SAR卫星的设计在工程上还处于相对独立的状态，设计方案的确定还是基于各自卫星独立的性能最优为首要前提，尚无针对图像融合而进行的星座或编队飞行设计。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中没有面向光学卫星与SAR卫星图像融合的联合成像模式，提出了一种光学卫星与SAR卫星图像融合的成像视角优化方法，填补了面向融合成像质量最优的光学卫星侧摆与SAR卫星侧视最佳匹配角计算方法的空白。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种光学卫星与SAR卫星图像融合的成像视角优化方法，步骤如下：

(1)根据SAR卫星的当地入射角α确定SAR卫星侧视后分辨率；

(2)根据SAR卫星实时轨道高度、SAR卫星波束中心侧视角、SAR卫星波束角计算SAR卫星覆盖区域对应地心角；

(3)对步骤(2)确定的覆盖区域大小进行栅格化分割，并获取分割后所有栅格点对应的地心角序列；

(4)根据步骤(3)所得地心角序列计算SAR卫星及光学卫星于该点成像时，SAR卫星与光学卫星分别对应的地心张角序列；

(5)计算获得与SAR卫星成像时的地心张角序列对应的SAR卫星侧视后分辨率序列；

(6)根据光学卫星的视场角、光学卫星侧摆角、光学卫星实时轨道高度及光学卫星侧摆角与光学卫星地面入射角转化关系计算光学卫星侧视后分辨率序列；

(7)根据步骤(5)、步骤(6)所得分辨率序列计算差值平方序列，选取序列中的最小值对应的光学卫星侧摆角及SAR卫星侧视角作为最优角度。

所述步骤(1)中，SAR卫星侧视后成像点像元分辨率ρ_g的计算公式为：

式中，α为当前时刻SAR卫星成像点的地面入射角，c为光速，T为脉冲宽度。

所述步骤(2)中，SAR卫星及光学卫星的覆盖区域对应地心角d₀的计算方法为：