[发明专利]一种多场景干涉SAR图像的三维定位方法

说明书

本发明公开了一种多场景干涉SAR图像的三维定位方法，该定位方法的流程简洁、高效，便于自动化批量化的计算机处理，对三维位置进行定位，通过构建多场景三维联合敏感度矩阵，能够避免现有方法中设计同名点传递路径的繁琐，本发明的定位方法包含东向位置(经度)、北向位置(纬度)和高程的三维位置同时定位，通过同时对多个场景的SAR数据进行三维位置干涉定标，实现三维定位；本发明通过构建多场景三维联合敏感度矩阵，能够使多个干涉SAR场景的所有待定标参数同时进行迭代计算，保证各场景的定位的精度以及场景邻接处的位置衔接性，并且避免了现有方法中设计同名点传递路径的繁琐。

技术领域

本发明涉及三维定位方法技术领域，具体涉及一种多场景干涉SAR图像的三维定位方法。

背景技术

干涉SAR技术是合成孔径雷达技术与干涉技术的结合，干涉SAR通过两副不同位置处的天线来观测同一场景，利用雷达回波获取并进行数据处理得到场景的SAR图像和干涉相位数据，然后对干涉相位数据进行干涉定标处理，利用干涉定标处理后的干涉相位数据来反演SAR像元的三维位置。

三维定位是干涉SAR图像走向应用的必要前提，所谓三维定位是指获取SAR图像像元所对应地物目标的东西向位置(经度)、南北向位置(纬度)和高程。由于参数误差、航迹误差以及系统非理想特性的存在，导致干涉SAR三维重建几何模型中的参数取值并不准确，需要通过干涉定标来校准各参数，以提高几何定位的精度。因此，干涉定标处理是实现SAR图像精确定位的关键。

干涉定标处理的常规思路是利用三维位置已知的地面控制点(GroundControlPoint，GCP)，来闭环修正各干涉参数。为满足干涉SAR的测图作业的要求，需要在少量控制点的条件下实现大区域多场景的干涉定标，采用多场景联合定标方法可实现上述要求。联合定标能保证各场景的三维位置精度，又能保证相邻场景之间的三维位置衔接性。但现有的多场景联合定标方法，通常采用同名点(Tie Point，TP，连接点，又称同名点，即同一地物目标在不同SAR场景中所分别对应的像元)位置信息的传递来实现，实现过程较为繁琐，不便于自动化处理；并且仅面向高程定位，较少涉及三维位置同时定位，现有的关于多场景干涉SAR图像的三维定位方法多是面向定位精度的提升，而鲜有涉及处理流程的优化改进，不便于利用计算机进行自动化、批量化处理。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多场景干涉SAR图像的三维定位方法，该定位方法的流程简洁、高效，便于自动化批量化的计算机处理，对三维位置进行定位，通过构建多场景三维联合敏感度矩阵，能够避免现有方法中设计同名点传递路径的繁琐，本发明是通过以下技术方案实现的：

步骤1：确定参与联合定标的干涉SAR场景的总数目I，确定每个场景中GCP点的数目M_i，确定所有GCP点的三维地理位置信息和其在SAR图像中的行列位置信息；

步骤2：在所有参与联合定标的干涉SAR场景中，确定在位置上互相邻接并部分重合的场景组数J；确定第j组互相邻接并部分重合的场景所包含的两个场景的编号a_j、b_j，其中a_j、b_j∈{1，2...I}且a_j≠b_j，j＝1，2...J；在各组场景中选取TP点，确定第j组场景中的TP点数目N_j，确定所有TP点在SAR图像中的行列位置；

步骤3：确定第i个干涉SAR场景的三维位置东向x_i、北向y_i和高程h_i反演的几何表达式