[发明专利]基于双基前视SAR图像的目标定位方法

摘要

本发明公开了一种基于双基前视SAR图像的目标定位方法，以解决现有技术在广阔海域背景下，无法提取出具有标志性匹配点，最终导致匹配定位失效的问题。其实现方案是：利用相邻两合成孔径中心时刻接收机和发射机平台与目标的几何关系进行数学建模；根据模型寻找场景中心点的距离历程与接收机和发射机的几何关系，并结合校正到地平面的SAR图像得到目标与场景中心的精确位置关系，解算出目标相对接收机的位置信息，实现对目标的精确定位。本发明避免了从场景中提取参考点的操作，可实现在宽广海域背景下舰船目标的精确定位。

主权项

1.一种基于双基前视SAR图像的目标定位方法，包括如下步骤：(1)根据双基前视SAR在相邻两个合成孔径中心时刻的平台坐标与场景中心点S的相对位置关系，建立双基平台与场景中心的几何模型:(1a)是以目标场景中心点S为原心，建立北天东坐标系，即x轴正方向指向正北方向，y轴正方向指向正东方向，z轴正方向指向垂直于地面方向；(1b)设接收机平台沿y轴正向运动，接收机相邻两个合成孔径中心为Ar和Br，发射机平台沿着与y轴不同指向的y'轴正向运动，发射机相邻两个合成孔径中心为At和Bt；接收机在Ar且发射机在At时，SAR平台与场景中心点S的距离和为Ra，接收机在Br且发射机在Bt时，SAR平台与场景中心点S的距离和为Rb；(2)根据步骤(1)建立的几何模型，并利用双基收发平台的波束指向角和双基收发平台与场景中心点S的三角关系，解算接收机第二合成孔径中心Br与场景中心点S的距离Rrb:其中，R_ra表示接收机在A_r时接收机与场景中心点S的距离，R_ta表示发射机在A_t时发射机与场景中心点S的距离，A_r表示接收机第一合成孔径中心，A_t表示发射机第一合成孔径中心，R_a为R_ra与R_ta之和；R_rb表示接收机第二合成孔径中心B_r与场景中心点S的距离，R_tb表示发射机第二合成孔径中心B_t距场景中心点S的距离，B_r表示接收机第二合成孔径中心，B_t表示发射机第二合成孔径中心，R_b为R_rb与R_tb之和；为发射机第一合成孔径中心A_r相对场景中心点S的擦地角，表示接收机第二合成孔径中心B_r相对场景中心点S的擦地角，v为接收机的运行速度，Δt_m为相邻合成孔径中心的时间差；α为∠B_tA_tS，β为∠A_tB_tS；(3)根据步骤(1)建立的几何模型，求解目标点P与场景中心点S的距离向距离Δx和方位向距离Δy:Δx＝ρa×xn，Δy＝ρr×yn其中，ρa表示方位向分辨率，ρr表示距离向分辨率，xn表示目标点P相对场景中心点S的方位向间隔，yn表示目标点P相对场景中心点S的距离向间隔；(4)在步骤(1)建立的几何模型中设置辅助点G并结合步骤(2)的结果，计算辅助点G与接收机的距离Rrg:(4a)设置目标点P所在距离线与场景中心点S所在的方位线的交点G作为辅助点，构造三角形ΔPGBr，其中Br表示第二合成孔径中心时刻接收机的位置；(4b)利用三角形ΔPGBr的余弦性质得到：其中，Δy表示目标点P与场景中心点S的距离向距离，R_rb表示接收机第二合成孔径中心B_r与场景中心点S的距离，表示接收机第二合成孔径中心B_r相对场景中心点S的擦地角；(5)根据步骤(3)和步骤(4)的结果，求解目标点P相对于接收机的位置信息，即目标点P距接收机的距离Rrp，目标点距接收机的方位角θ，目标点距接收机的俯仰角φ：