[发明专利]无人机载SAR图像正射纠正装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及无人机技术，具体地说是涉及一种无人机载SAR图像正射纠正装置。

【背景技术】

合成孔径雷达(SAR)是六十年代末发展起来的先进的雷达探测系统。美国是最早研制此类雷达的国家之一。早期的全盛孔径雷达安装在有人驾驶飞机上。当时的合成孔径雷达存在距离分辨率较低、实时数据处理能力弱等不足。随着现代电子技术，计算机技术和航天技术的发展，合成孔径雷达技术已经逐步走向成熟，并从只能安装在有人驾驶的飞机上转向安装在无人驾驶飞机和宇宙飞行器等多种空(天)工作平台上。我国的合成孔径雷达研制工作70年代中期开始起步，目前已进入实际应用阶段，在国土测绘，资源普查、城市规划、重点工程选址、抢险救灾等领域发挥了重要作用。

在无人机信息处理方面，正射影像是一种基础性的产品。正射影像不仅统一了图像比例尺利于图像判读，而且可以和DEM(数字高程模型)数据结合用于电子沙盘的制作，具有广泛的用途。但是从无人机载SAR图像处理设备和技术来看，存在以下缺点：

(1)缺少正射纠正的设备

由于SAR是一种新的无人机任务载荷，目前对SAR图像进行处理的技术和设备还不完善，没有无人机载SAR图像正射纠正的方法和设备。

(2)现有技术和设备无法应用

目前，有人机载SAR图像处理有一套完善的测绘保障体系，且有人机飞行稳定性好，成像幅面大，容易选择纠正基础信息；无人机飞行稳定性差，成像幅面小，且没有良好的测绘保障，往往纠正的基础信息无法满足，造成了有人机载SAR图像正射纠正设备无法满足无人机的信息处理需要。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无人机载SAR图像正射纠正装置，满足了无人机载SAR图像使用部门对正射图像的要求。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种无人机载SAR图像正射纠正装置，包括航空像片DEM数据提取模块、SAR图像正射纠正模块、正射图像应用模块；

航空像片DEM数据提取模块采用无人机航空像片提取DEM数据，然后进行相片定向解算，再实现DEM数据的提取，获取到DEM数据为粗数据，再对DEM数据进行粗差剔除，该模块同时对航空像片进行几何纠正，纠正的像片、DEM粗差剔除以后的数据与经SAR图像正射纠正模块纠正后的SAR图像进入正射图像应用模块实现图像融合处理；

SAR图像正射纠正模块依据基于高程改正的多项式SAR纠正模型和控制点信息，进行定向参数解算，该模块在正射纠正过程中需要DEM数据作为基础，该数据从航空像片DEM数据提取模块中直接获取，定向参数解算以后的SAR图像经过正射纠正精度分析后作为正射图像输出到正射图像应用模块。

本发明进一步具体为：

所述正射图像应用模块由三维显示与漫游、图像融合、平面坐标拾取功能子模块以及手轮、脚盘、脚踏、三维鼠标外设组成，在外设的控制下，实现DEM支持下的SAR三维再现与漫游、航空像片与SAR正射图像的融合处理，以及指定目标点的平面坐标拾取。

所述航空像片DEM数据提取模块中，航空像片定向解算包括：首先进行无人机航空像片内定向，完成图像坐标到像方坐标的转换；其次，通过影像匹配实现左右影像同名点的自动识别，并进行相对定向解算；再次，通过绝对定向解算，实现立体模型坐标到大地坐标的转换。

所述航空像片DEM数据提取模块中，航空像片几何纠正为依据像片的已知检校信息对像片的几何变形进行纠正。

所述航空像片DEM数据提取模块中，DEM数据提取包括：在航空像片定向解算的基础上，根据SAR图像收容面积，自动划定DEM提取的源像片范围，进行DEM数据提取，DEM数据提取的间隔设置要结合航空像片的摄影航高和扫描分辨率考虑，同时也要考虑到航摄相机的焦距因素，设扫描分辨率为s，航高为H，航摄相机焦距为f，则DEM数据提取间隔最小设置为(H*5)/(f*s)米。

所述航空像片DEM数据提取模块中，DEM数据进行粗差剔除包括：采用基于坡度信息的格网数据粗差处理方法，对DEM粗数据进行粗差检测处理；而后采用基于移动曲面拟合方法对DEM数据进行内插处理，生成规则格网型DEM数据文件。