[发明专利]基于优化GPS数据的星载笔形波束微波散射计几何定位方法

说明书

本发明提供了一种基于优化GPS数据的星载笔形波束微波散射计几何定位方法，涉及卫星定位的技术领域，包括：获取每个脉冲发射时刻的目标GPS数据；基于对象在地面的位置点、地心、卫星的位置点，建立对象定位数学模型；获取星载散射计数据；将目标GPS数据和所述星载散射计数据输入到对象定位数学模型中，得到地面观测对象的定位信息。本发明利用GPS数据得到精确的卫星轨道的信息，同时建立对象定位数学模型，并通过模型解算得到地面观测象对象的位置信息，提高了定位的精确度。

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，尤其是涉及一种基于优化GPS数据的星载笔形波束微波散射计几何定位方法。

背景技术

卫星观测面元的几何定位是卫星数据预处理技术的主要内容，卫星轨道的确定以及观测面元地理位置计算方法的选择直接影响最终的精度和计算效率。对于卫星轨道这一参数，通常采用网上下载的轨道报结合SGP4(Simplified General Perturbations 4)模型计算得到卫星的位置和速度。同时，SGP4轨道模型考虑的摄动项如下：大气摄动、四阶位势谐波、同步与半同步轨道的自旋轨道共振、太阳及月球引力的影响。所以，基于轨道报的卫星轨道确定方法需要在求解卫星轨道的各个参数的过程中涉及较为复杂的计算，效率低，计算精度偏低，不能满足高精度几何定位的要求。

同时现有技术中，采用基于非参数的方法，计算观测面元对象的位置信息。非参数法需要地物特征明显且位置已知的地面点，即通常意义上的地面控制点(GCPs)，建立卫星数据与地面控制点之间的空间关系模型。这个空间关系就是一个能纠正主要几何畸变的映射函数，如多项式函数。非参数法其实是遥感中常用的几何纠正，它的目的就是纠正系统及非系统性因素引起的图像变形，从而使之实现与标准影像、地图或地面控制点的几何配准。然而，大量精确地面控制点的获取会耗费大量的资金与时间，并且在有云的情况下，地面控制点难以识别，而当观测对象是海洋目标时，地面控制点也就无法获取。另外，利用精确地面控制点基于非参数法的地理定位更适合于光学成像传感器或合成孔径雷达雷达影像，对于不成像的微波数据则无法使用，这也是非参数法的缺陷所在。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于优化GPS数据的星载笔形波束微波散射计几何定位方法，提高了定位的精确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于优化GPS数据的星载笔形波束微波散射计几何定位方法，包括：

获取每个脉冲发射时刻的目标GPS数据；

基于对象在地面的位置点、地心、卫星的位置点，建立对象定位数学模型；

获取星载散射计数据；

将所述目标GPS数据和所述星载散射计数据输入到所述对象定位数学模型中，得到地面观测对象的定位信息。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述获取每个脉冲发射时刻的目标GPS数据的步骤之前，还包括：

接收多组星载GPS数据；每组星载GPS数据中至少包括以下信息之一：卫星的位置信息、卫星的速度信息、卫星的姿态信息；

逐一判断所述多组星载GPS数据是否在预设的卫星高度范围内，且预设的卫星速度范围内；

如果是，则确定星载GPS数据为初始目标GPS数据；

利用三次样条函数插值法，对所述初始目标GPS数据进行插值，得到每个脉冲发射时刻的目标GPS数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述逐一判断所述多组星载GPS数据是否在预设的卫星高度范围内，且预设的卫星速度范围内的步骤之前，还包括：

从多组星载GPS数据中，将相同的星载GPS数据剔除。