[发明专利]一种高精度星载SAR几何定标方法

摘要

本发明涉及一种高精度星载SAR几何定标方法，将影响斜距测量精度的主要影响因素分为SAR系统时延误差和大气传播延迟误差。SAR系统时延误差主要是雷达信号在SAR载荷内部经过各个部件时产生的固有的时延误差，即从振荡器处产生到SAR天线发射端、再从SAR天线接收端到回波数据的接收采样，主要受雷达信号的带宽和脉冲宽度影响；大气传播延迟误差主要是雷达信号在传播路径上受到大气环境的折射等影响产生的时变的时延误差。由此，根据雷达信号的带宽和脉冲宽度组合，分组进行星载SAR的几何定标，无需考虑成像模式、波位、左右侧视等因素的影响，大大降低了星载SAR几何定标的工作量；考虑了时变的大气环境对斜距测量精度的影响，提高了定标精度。

主权项

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；所述步骤5的实现方式如下，1)通过SAR图像间接定位模型，由地面大地坐标计算角反射器对应的SAR图像像点坐标，再由影像地面点坐标和轨道参数获得该地面点对应的方位向时间和角反射器点的星地距离后，解算该点对应的行列号；其中地面点坐标，由外业GPS测量获得，轨道参数由星上GPS获得，下传给地面使用；2)在步骤1)中计算的行列号附近区域，寻找在此区域像素灰度值最大的亮点，再通过人工目视判读，比较周围地物，确定该点是否为角反射器在SAR图像上的粗略位置，初步确定角反射器的粗位置；3)以步骤2)中的粗略位置所对应像素点为中心，选取其邻域为目标质心寻找区，将该邻域内所有像点对应的坐标和灰度强度信息按顺序提取出来，并把该灰度赋予每个像素的几何中心；4)对该目标区内每一像素进行的细分，细分尺寸根据不同的精度要求划分，然后采用双线性插值方法或Sinc函数插值方法求得每一细分点的灰度；5)计算图像回波强度质心；在计算质心时，采用逐行分析计算，取平均值法计算质心，计算方式如下：计算每一行质心的坐标其中，n为被插值点的个数，m为细分后点的个数，x_k为被插值点的坐标，x_u为细分后点的行坐标，I_k为被插值点的灰度值，f(u)为细分后点的灰度值；然后，以每一行质心坐标和对应灰度值为参数，求整个目标区的质心，其中，为每一行质心坐标，y_u为细分后点的列坐标，为细分后的点对应平均灰度值；计算得到的(X_c,Y_c)即为目标区域的质心，也即角反射器点对应的像方坐标；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。