[发明专利]一种星载SAR影像无场几何定标方法

权利要求书

1.一种星载SAR影像无场几何定标方法，其特征在于：根据影像同名点定位一致性建立无场几何定标模型，所述无场几何定标模型由距离方程和多普勒方程组成，在距离方程上补偿斜距改正值R_s和大气延迟改正值R_atmo；获取同名点对，计算无场几何定标模型中参数，计算待标定影像的大气延迟改正值；通过约束同名点交会残差最小来探测得到几何定标参数，实现过程包括以下步骤，

①确定未知数的初始值，包括对无场几何定标给出待定参数的初始值，斜距系统误差的数值取0，同名点地面坐标通过前方交会确定初始值；

②逐点计算各同名点斜距和多普勒中心频率的近似值，包括利用未知数的近似值按无场几何定标模型的斜距方程和多普勒方程计算各多普勒中心频率的近似值和同名点斜距的近似值(f_D),(R)；

其中，无场几何定标模型的斜距方程中使用所得待标定影像的大气延迟改正值R_atmo；

③逐点计算误差方程式的系数和常数项，组成误差方程式，误差方程式的一般形式如下，

其中，V_R为斜距的改正数，为多普勒中心频率的改正数；R_s为待探测的斜距系统误差，dR_s为相应的改正数；X,Y,Z为未知地面点坐标，dX,dY,dZ为相应的改正数；

利用若干张影像进行解算时，上式写成如下的矩阵形式，

MinV＝AT-L

其中，V是改正数向量；A是未知数的系数矩阵；T是同名点的地面坐标和几何定标参数；L是观测值向量：

T＝[dX,dY,dZ,dR_s]^T

其他符号对应每一次观测为：

经推导可得误差方程式中各偏导数的值为：

a_1，4＝1

其中，X_s,Y_s,Z_s为卫星的位置矢量，X_v,Y_v,Z_v为卫星的速度矢量，

约束同名点交会残差最小来探测得到几何定标参数；

④计算法方程的系数矩阵A^TA与常数项A^TL，组成法方程式；

⑤求解同名点地面坐标和斜距系统误差，包括根据法方程式，求解同名点地面坐标和斜距系统误差，并与相应近似值求和，得到同名点地面坐标和斜距系统误差新的近似值；

⑥检查计算是否收敛，包括将所求得的同名点地面坐标或斜距系统误差的改正数与阈值比较，当斜距系统误差改正数小于阈值时，迭代结束，如果不满足终止条件，则用新的近似值重复①～⑥步骤的计算，直到满足终止条件，进入步骤⑦；

⑦更新方位向成像时间，包括根据求解的同名点地面坐标，利用距离多普勒方程的间接定位算法算出新的像平面坐标，更新方位向成像时间，记录方位向时间的改正值，利用拉格朗日内插算法重新计算卫星的位置矢量X_s,Y_s,Z_s和速度矢量X_v,Y_v,Z_v，斜距系统误差取0，同名点地面坐标初始值取上一次迭代的结果，重复①～⑦步骤的计算，直到方位向时间误差的改正值小于限差。

2.如权利要求1所述星载SAR影像无场几何定标方法，其特征在于：所述无场几何定标模型如下式，

其中，R为天线相位中心与未知地面点之间的距离，(X_s,Y_s,Z_s)为卫星位置矢量，(X,Y,Z)为未知地面点坐标，R_s为待探测的斜距系统误差，R_atmo为大气延迟误差，f_D为目标点对应的多普勒中心频率，(X_v,Y_v,Z_v)为未知地面点成像时刻卫星的速度矢量，λ为雷达波长。