[发明专利]一种机载合成孔径雷达航线规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空测绘技术领域，尤其涉及一种机载合成孔径雷达航线规划方法。

背景技术

机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)航空摄影测量是利用机载合成孔径雷达传感器获取地面合成孔径雷达影像，经过一系列处理，从而制作DEM、正射影像图、地形图等。机载合成孔径雷达航线规划是设计航摄飞行时的最优航线，科学的航线规划能降低航摄成本，提高生产效率和产品质量。

目前，在航空摄影测量航线规划领域，比较成熟的技术是光学摄影测量航线规划。在光学摄影测量领域，经过几十年的发展，航线规划技术已经十分成熟，现在有许多航线设计软件可供使用。现有航空摄影航线设计软件针对不同用途分为框幅式和推扫式两个种类，从市场接受范围来说分为专用型和通用型，激光测距基本上都是专用型设计软件。框幅式相机专用型如徕卡的FPES(Flight Planning and Evaluation Software)、鹰图的ISMP(ImageStation Mission Planning)、通用型如IGI的WinMP和Track air的Tracker32等。

其中，Tracker32是Track air公司配合The Tracker飞行控制系统推出的航线设计软件，The Tracker系统后被Applanix集成到POS系统里，成为一个完整的航飞设计、控制、测量和处理的平台。

Tracker32包含六个应用组件：snapXYZ、snapLIM、snapPLAN、snapBASE、snapSHOT、snapPLOT，每个组件完成航摄的不同任务：将资料数字化、设计航线、数据获取、记录和存档，所有任务可通过公共接口自动连接，也可由几个人用不同的电脑独立操作，能够快速完成带、线、面、不规则型区域的航线设计。

WinMP是德国IGI公司CCNS4飞行控制系统配套的航线设计软件，CCNS是世界上第一套商用航摄飞行控制系统，系统稳定性强。WinMP经过不断升级具备了航线设计的所有功能，可以利用外部高程数据和带坐标的电子底图进行自动化航线敷设，特别是在航线上可以进行任意位置的手工插点，具有很强的工程应用性。

ISMP(ImageStation Mission Planning)是鹰图公司数码航摄相机DMC配套航线设计模块，其集成于ImageStation中。ISMP贯穿了从建立飞行计划预案，直到取得最终曝光报告和索引文件的整个流程。提供了一个大数据量处理环境，可以访问用于任务计划的扫描地图，或者矢量地图数据，或者数字正射影象。这个任务计划系统提供的常用功能包括：以指定的方位角飞行，在指定区域计算出最经济的航线等。也可非常方便、轻松地计划和查看飞行任务。后期处理的分析部分可以查看实导航点位置和飞机航摄获得的导航点数据之间的区别。

但是由于合成孔径雷达为侧视斜距成像系统，其成像过程为：地面目标在方位向上是按平台飞行的时序记录成像，在距离向上是按雷达接收到地面目标反射信号先后顺序记录成像。在距离向上为斜距投影成像，这种成像几何特征使得合成孔径雷达影像与通常的光学影像具有明显差异。一般来说，光学影像是中心投影或扫描类多中心投影。由此导致了合成孔径雷达影像具有不同于光学影像的一些几何特点，如斜距影像近距离压缩、透视收缩、叠掩和阴影等。因此，用普通光学航线设计方法无法最大限度的降低由于机载合成孔径雷达的影像自身成像特点所导致的影像变形。

目前国内外还没有机载合成孔径雷达技术大范围用于测图领域的先例，因此机载合成孔径雷达航线规划技术还不成熟，有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提出一种机载合成孔径雷达航线规划方法，能最大限度的降低合成孔径雷达影像上的阴影和迭掩现象，从而提高合成孔径雷达影像信息量，使其更易于判读，而且航线设计科学合理，能有效的降低航摄成本，提高航摄效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机载合成孔径雷达航线规划方法，包括以下步骤：

A、选择阴影最小的山影图所对应的方位角作为航飞方向；

B、根据数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)的高程变化范围进行航摄分区，使得同一个航摄分区内，DEM的高程变化值介于航高的1/6到1/4之间；

C、根据航摄分区的结果，对每个航摄分区敷设航线；

D、提交航线规划结果，包括航线规划图、飞行线坐标以及飞行线上起始飞行和结束飞行的坐标。

步骤A进一步包括以下步骤：