星载SAR距离-多普勒定位算法中地球模型的修正

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)距离-多普勒定位算法(R-D算法)模型基于严格的成像几何构建,不需在视场中设置任何位置确知的特征点。但对具有一定高程的目标,以往的研究将目标高程直接加在平均赤道半径上对地球模型进行修正。由于地球体的椭球特征,这种修正并不能完全消除高程对定位误差的影响,会产生随纬度和目标高程变化的定位误差。本文介绍R-D定位算法的原理,推导将目标大地高归算至地球赤道半径的公式,给出地球模型合理的修正公式。最后根据实例和仿真分析,表明在低纬度的定位研究中,以往的修正方式仍然可以达到很高的精度;而在高纬度和高海拔地区,则会产生较大的定位误差,应使用更为合理的地球模型。

用距离-多普勒定位模型进行Kompsat-5数据地理编码

对韩国雷达遥感卫星Kompsat-5的系统特性(卫星设计、卫星参数和工作模式)进行了分析,并针对kompsat-5卫星特点,重点探讨了用距离-多普勒定位模型对Kompsat-5数据进行地理编码的过程,并分析了1 m分辨率Kompsat-5数据地理编码成果的精度,供相关研究参考。

基于参数重建的机载SAR图像目标高精度定位

距离-多普勒(RD)定位模型是应用最为广泛的机载合成孔径雷达(SAR)图像目标定位模型,然而传统方法求解RD定位模型存在需要设置初始值和迭代不稳定的问题,同时定位结果的精度受载机运动参数的精度影响,而机载平台导航系统精度有限,无法满足高精度定位的需求。针对上述问题,该文提出一种基于参数重建的SAR图像目标定位方法,通过图像匹配结合最小二乘法重建机载平台运动参数,以减小精度不足的影响,利用数学解析方法求解RD定位模型,实现SAR图像目标快速稳定的高精度定位。通过实测数据实验可知,该文从算法用时和定位精度两方面验证了所提方法的有效性。

基于时间误差补偿的HJ-1C卫星几何定位改进

利用距离多普勒算法对 HJ-1C（“环境一号”C）卫星图像进行定位，其初始定位精度为1100~1400m，不能很好地满足实际应用的需要。进一步分析后发现，HJ-1C卫星图像几何定位误差主要分布在方位向，通过对影响HJ-1C卫星几何定位精度的因素进行分析，得出合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）时间误差是影响几何定位的关键因素，因此文章提出通过时间误差补偿提高HJ-1C卫星几何定位精度。该方法首先计算SAR时间误差，然后对SAR载荷时间进行补偿，最后利用距离多普勒算法进行定位，并对HJ-1C卫星图像进行了验证。结果表明，HJ-1C卫星定位精度提高到300m左右，得到了有效的改进。

基于斜角坐标系变换的星载SAR直接定位算法

在研究现有距离-多普勒（RD）定位模型解法方法的基础上,发展了一种基于斜角坐标系变换的RD模型直接定位分析算法,并在定位过程中引进了数值解算方法,使该定位算法兼有了纯分析法和纯数值计算法的特点.利用一景ERS-2 SAR SLC数据比较评价了所发展算法与现有算法的定位效果,结果表明,该算法不仅定位精度较高,而且执行效率比纯粹的基于很多迭代过程的数值分析算法有了很大的提高.

分析法和数值解算法相结合的星载SAR直接定位算法

星载合成孔径雷达(SAR)直接定位算法是发展SAR影像椭球表面校正地理编码(GEC)和地形校正地理编码(GTC)算法的基础。发展高精度的直接定位算法对促进SAR影像的应用具有重要意义。本文在距离-多普勒(RD)定位模型定位算法的基础上,发展了一种将纯分析法(AGM)和纯数值计算法相结合的算法(AIRGM)。新的定位算法兼有纯分析法和纯数值计算法的优点。利用一景ERS-2 SAR SLC数据,采用两种精度评价方法,将所发展的算法与现有的两种算法的定位精度进行了对比。第1种精度评价方法以影像产品中提供的四角点大地坐标为参考,第2种方法以从1∶5万地形图上获取的14个控制点为参考。评价结果表明AIRGM算法不仅定位精度较高,而且执行效率比纯粹的数值解算法(ASF)有了很大的提高。

基于InSAR视角对基线精度的影响分析

干涉合成孔径雷达中存在的基线误差会严重影响高程测量的精度问题。由于地球曲率的存在,地物点参考椭球半径在不同纬度地区与星下点的地球半径存在较大的差异,给出了雷达视角与基线的关系式。从雷达临界视角的角度,给出了临界基线的公式。结果表明在一幅影像图上,用一个点的基线值代替整张影像的基线值所产生的误差会传播到DEM以及形变的结果中。

机载SAR影像主动定位的数学模型研究

本文基于差分GPS(Differential Global Positioning System,DGPS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)数据,在无控制点的情况下,导出了一种进行机载SAR影像主动定位的数学模型。此模型包括DGPS/INS数据进行坐标系转换、天线动态偏心改正、雷达天线相位中心插值和距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型及解算。根据距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据,获得机载SAR影像上每点所对应的地理坐标,重采样生成正射影像图。本文通过成都测区1m分辨率的机载SAR影像主动定位试验,验证了此数学模型的正确性,分析了主要系统误差源及系统误差的改正方法。