[发明专利]一种星载SAR影像无场几何定标方法

说明书

本发明提供一种星载SAR影像无场几何定标方法，其特征在于：根据影像同名点定位一致性建立无场几何定标模型，所述无场几何定标模型由距离方程和多普勒方程组成，在距离方程上补偿斜距改正值和大气延迟改正值；获取同名点对，计算无场几何定标模型中参数，计算待标定影像的大气延迟改正值；通过约束同名点交会残差最小来探测得到几何定标参数。本发明能够解决SAR卫星的快速精确标定及短周期标定难题，不需要依赖地面定标场的控制数据和高精度参考数据，可以提高影像几何定位精度，不需要在地面提前布设靶标。

技术领域

本发明涉及一种几何定标方法，特别是一种星载SAR(Synthetic ApertureRadar)影像无场几何定标方法。

背景技术

几何定标是指利用地面高精度控制数据精确标定星上成像几何参数，对卫星影像的几何精度提升具有重要意义。

传统的几何定标方法依赖于几何定标场的高精度控制数据，因此，卫星发射后，需要收集定标场区域的影像完成几何定标，只有当卫星成功获取到定标场区域影像才能进行几何定标，这无法满足卫星常态化、快速几何定标需求。另外，固定可用的几何定标场数量过少，卫星对定标场的拍摄频次过低，无法利用定标技术监测星上几何成像参数的变化，导致卫星产品精度降低。另一方面，新近出现的交叉几何定标方法虽然为常态化定标提供了一种解决思路，但是交叉几何定标的完成仍然需要高精度的参考数据，定标效率受到限制。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明的目的在于提供一种不依赖地面控制数据和高精度参考数据的无场几何定标方法，根据影像同名点定位一致性建立定标模型，同时解算同名点地面坐标与几何定标参数，通过约束同名点交会残差最小来探测得到几何定标参数，解决SAR卫星的快速精确标定及短周期标定难题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种星载SAR影像无场几何定标方法，根据影像同名点定位一致性建立无场几何定标模型，所述无场几何定标模型由距离方程和多普勒方程组成，在距离方程上补偿斜距改正值R_s和大气延迟改正值R_atmo；获取同名点对，计算无场几何定标模型中参数，计算待标定影像的大气延迟改正值；通过约束同名点交会残差最小来探测得到几何定标参数。

而且，所述无场几何定标模型如下式，

其中，R为天线相位中心与未知地面点之间的距离，(X_s,Y_s,Z_s)为卫星位置矢量，(X,Y,Z)为未知地面点坐标，R_s为待探测的斜距系统误差，R_atmo为大气延迟误差，f_D为目标点对应的多普勒中心频率，(X_v,Y_v,Z_v)为未知地面点成像时刻卫星的速度矢量，λ为雷达波长。

而且，为解算几何定标参数，定标影像最少为3景，获取同名点对不少于3个。

而且，计算无场几何定标模型中参数，包括根据根据定标影像的近距R_near和像素间隔D计算天线相位中心与未知地面点之间的距离R，根据同名点对应的地面目标点成像时刻的时间t_a，计算卫星的位置矢量X_s,Y_s,Z_s和速度矢量X_v,Y_v,Z_v。

而且，所述计算待标定影像的大气延迟改正值，根据NCEP提供的对流层大气数据和CODE提供的电离层数据作为外部输入实现。

而且，探测几何定标参数时，对无场几何定标模型的解算涉及双重迭代，第一层迭代以斜距改正值阈值作为迭代收敛的条件，第二层迭代以方位向时间改正值阈值作为迭代收敛的条件。