[发明专利]基于几何熵的多源SAR卫星联合三维定位方法

说明书

本公开提供一种基于几何熵的多源SAR卫星联合三维定位方法，包括：获取多源SAR卫星成像系统对目标点的SAR数据；根据多源SAR卫星成像系统存在的位置误差、速度误差和斜距误差，建立SAR卫星几何定位误差源概率分布模型；根据SAR数据和SAR卫星几何定位误差源概率分布模型，建立SAR卫星成像位置观测值的误差概率分布模型；根据SAR卫星对目标点的成像位置观测值的误差概率分布模型建立多源SAR卫星定位几何信息熵计算模型，并以最小化几何信息熵为目标函数，推导得到多源SAR卫星定位的优化参数；对传统RD模型进行归一化处理，并根据归一化后的RD模型构建归一化RD最优化定位模型；根据归一化RD最优化定位模型和优化参数计算多源SAR卫星联合三维定位的最终结果。

技术领域

本公开涉及合成孔径雷达三维定位领域，特别涉及一种基于几何熵的多源SAR卫星联合三维定位方法。

背景技术

随着我国合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)卫星的数量逐渐增加，SAR卫星数据时空分辨率不断提升，当前SAR卫星数据在数据体量、数据类型、数据价值、数据增长速率等方面都已具备大数据的特征。面对海量丰富的SAR遥感大数据，发展多源SAR三维定位技术有其重要的意义。区别于单景图像的三维定位，在多源星载SAR图像的三维定位方法中，通过对同一场景选取多个SAR传感器的图像，利用几何构象模型和前方交会法，确定目标点的地理空间坐标。

三维定位问题从本质上说，是从大量SAR数据中提取地物的三维信息。当前，主流的多源SAR卫星三维定位方法大多基于最小二乘理论，也即寻找一个位置的解，使其到所有已观测位置的距离平方和最小。虽然现有的三维定位方法已经在定位模型、计算方法、误差校正方法等多个层面有深入的研究，但这些研究均未探究到SAR数据的信息本质，尤其是在多源SAR遥感数据的情况下，不同卫星的观测值服从不同的概率分布模型，甚至相同卫星不同角度的观测值也应服从不同的概率分布模型。此时最小二乘理论是否能够最有效地利用大数据的信息量，能否达到三维定位的精度极限，都尚不清楚。因此，如何最大程度上挖掘多源SAR遥感数据中潜藏的地物三维信息，并建立一套基于遥感大数据信息论的三维定位方法，仍然是一个非常值得研究的课题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本公开提出一种基于几何熵的多源SAR卫星联合三维定位方法，以克服现有方法在多源SAR卫星联合进行定位时求解不准确、不稳定的问题。

(二)技术方案

本公开提出一种基于几何熵的多源SAR卫星联合三维定位方法，包括：

获取多源SAR卫星成像系统对目标点的SAR数据；

根据多源SAR卫星成像系统存在的位置误差、速度误差和斜距误差，建立每个SAR卫星的几何定位误差源的概率分布模型；

根据SAR数据和每个SAR卫星的几何定位误差源的概率分布模型，建立每个SAR卫星对目标点的成像位置观测值的误差概率分布模型；

基于经典信息论，将目标点的客观真实位置作为信源，多源SAR卫星成像系统作为信道，根据每个SAR卫星对目标点的成像位置观测值的误差概率分布模型建立多源SAR卫星定位几何信息熵计算模型，并以最小化几何信息熵为目标函数，推导得到多源SAR卫星定位的优化参数；

对传统RD模型进行归一化处理，并根据归一化后的RD模型构建归一化RD最优化定位模型；

根据归一化RD最优化定位模型和多源SAR卫星定位的优化参数计算多源SAR卫星联合三维定位的最终结果。

可选地，每个SAR卫星的几何定位误差源的概率分布模型满足：