[发明专利]一种高精度星载SAR几何定标方法

权利要求书

1.一种高精度星载SAR几何定标方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据SAR系统设计的波位表，查找出与某一种时宽和带宽组合模式相同的波位号；

步骤2，通过对SAR卫星系统的成像任务规划，以查找出的任意波位对几何定标场区域进行成像；

步骤3，远程调整几何定标场区域的所有自动角反射器指向，使角反射器的法线方向与入射波的方向保持一致，根据自动角反射器调整的方位角和俯仰角，精确计算成像时刻各个角反射器顶点的地理坐标，同时，对各个角反射器顶点的地理坐标进行固体潮改正补偿；

步骤4，对几何定标场区域的回波数据进行成像处理，获得SAR影像和辅助参数文件；

步骤5，利用基于质心法的亚像元点提取方法，对每景SAR影像中的角反射器点进行精确提取，获得角反射器点的像方坐标；

步骤6，针对每景SAR影像，计算雷达信号在天线相位中心到各个角反射器点之间的大气传播延迟改正值，其中大气传播延迟包括中性大气延迟和电离层延迟；

步骤7，分别计算每景SAR影像的几何定标参数，所述几何定标参数包括距离向起始时间改正值、方位向起始时间改正值、采样频率改正值、脉冲重复频率改正值；

步骤8，根据几何定标场区域多景SAR影像的几何定标参数，取均值，获取该成像模式的几何定标参数。

2.如权利要求1所述的一种高精度星载SAR几何定标方法，其特征在于：还包括以下步骤，对几何定标后的几何精度验证场区域SAR影像进行精度评价，

步骤9，针对步骤1中的时宽和带宽组合模式，对几何精度验证场区域进行成像任务规划、拍摄；

步骤10，根据步骤8计算出的几何定标参数，对几何精度验证场区域的SAR回波数据进行补偿，并进行成像处理，获取SAR影像和辅助参数文件；

步骤11，获取几何精度验证场的地面控制点的像方坐标，并重复进行步骤6的操作，获得每个地面控制点的大气传播延迟改正值；

步骤12，根据SAR影像中地面控制点的像方坐标和大气传播延迟改正值，利用RD模型的直接定位方法，计算SAR影像中每个控制点的物方坐标，并与每个地面控制点的真实坐标进行对比，所得的差值即为该点的定位误差；统计所有地面控制点定位误差的标准差，即得到SAR系统在该成像模式下经几何定标后无控制点情况的几何定位精度。

3.如权利要求1或2所述的一种高精度星载SAR几何定标方法，其特征在于：所述步骤3中根据自动角反射器调整的方位角和俯仰角，精确计算成像时刻各个角反射器顶点的地理坐标，同时，对各个角反射器顶点的地理坐标进行固体潮改正补偿，其实现方式如下，

假设以云台垂直方向的转动轴中心为坐标系原点，以真北方向为坐标系的X轴，建立左手直角坐标系O-XYZ，设P为角反射器顶点，P′为P在XOY平面的投影，P′A和P′B分别为P′到Y轴和X轴的距离，ω为点P的方位角，为点P的俯仰角；

根据高斯投影的方法，将地面控制点WGS-84系下的大地坐标(Lat₀，Lon₀，H₀)转换成高斯平面坐标(x₀，y₀，H₀)，由此可知，坐标系原点坐标O为(x₀，y₀，H₀+h)，点P的高斯平面坐标为其中，h为云台垂直方向的转动中心相对于地面控制点的高度，PO是角反射器顶点与云台垂直方向的转动中心之间的距离；根据高斯投影关系，反算出点P在WGS-84系下的大地坐标(Lat_p，Lon_p，H_p)，即获得高精度角反射器顶点的地理坐标；

采用以下公式对角反射器点的重力固体潮进行校正，

δg(t)＝δ_thG(t)-δf_c (1)

式中，δ_th为潮汐因子，δf_c是地心纬度的函数，即

式中，为地理纬度的函数，即C_m为地心至月心的平均距离，r_m为地心至月心的距离，C_s为地心至日心的平均距离，r_s为地心至日心的距离，Z_m为月球对地面点的地心天顶距，Z_s为太阳对地面点的地心天顶距。