[发明专利]一种星载SAR图像的严密共线方程模型

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达成像几何模型领域，具体地说，是建立了一种星载SAR图像的 严密共线方程模型。

背景技术

SAR图像的成像几何模型是斜距成像，通常不能直接采用共线方程模型对SAR图像目标 进行定位。大多数情况下摄影测量学者采用SAR图像的近似共线方程模型可以对SAR图像 进行定位，但是由于采用的模型是近似的，这将直接导致图像定位的不准确。目前，还出现 了SAR严密共线方程模型，这种模型在将地球表面近似为平面的基础上推导的，而没有采用 地球椭球模型，因此这种严密共线方程模型对于机载SAR图像是严密的，而对于星载SAR 图像本质上还是近似的。

发明内容

本发明解决星载SAR图像成像几何模型的近似问题，根据地球椭球模型推导出了星载 SAR图像的严密共线方程模型，是一种真正意义上星载SAR的严密共线模型。

本发明的星载SAR图像的严密共线方程模型建立步骤如下：

(1)建立投影中心：如图1所示，将每个方位向的近距目标和斜距图像的近距离门连线 AA′，并将远距目标和斜距图像的远距离门连线BB′，其中线段A′B′就是斜距图像，而弧线AB 是SAR天线距离向照射范围。将线段AA′和BB′延长，交于O′点。O′点就是根据斜距图像建 立的投影中心。

(2)投影中心外参数计算：根据(1)建立的投影中心O′，以及投影中心O′相对SAR 天线相位中心位置O，计算投影中心的外参数。投影中心的外参数包括投影中心的位置矢量、 姿态余弦。外参数的计算是为了满足在没有控制点的情况下对地准确定位。

(3)斜距图像改化：完成上述(1)、(2)步骤后，还必须给出斜距图像上任一点和相应 地面点的几何构象关系。如图1、图2所示，针对点目标P，P点不是在地球椭球表面上， 而是在该地区地球椭球径向方向延长线上，径向高度为h_p的位置，其对应的半径为R_e+h_p， 斜距为R_p，则该目标在斜距图像中的位置为P₁，而在中心投影图像中的位置为P₂，因此需要 将斜距图像P₁点改化到P₂点才能严格反映中心投影的构象关系。

本发明建立的星载SAR图像严密共线方程模型的优点：(1)本发明建立的模型采用了地 球椭球模型，并且将斜距图像改化成中心投影图像，建立了严格意义上的严密共线方程模型。

(2)本发明推导出了投影中心外参数的计算公式，满足了没有控制点的对地定位。

附图说明

图1为本发明的星载SAR图像严密共线方程原理图图；

图2为星载SAR斜距图像改化细节图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的星载SAR严密共线方程模型进行详细说明。

本发明提供的全星载SAR严密共线方程模型是通过以下步骤来实现的，如图1所示。成 像处理得到的SAR图像是斜距图像，图1给出了一个方位向获取的SAR图像几何示意图。 Q点位地球坐标原点，O点为SAR传感器天线相位中心所在的位置，并设SAR卫星飞行高 度为H，其星下点为E点，A、B点分别是SAR图像的近距点和远距点。O、Q、A、B四 点在同一平面内，在该平面过O点做垂线OG，并在OG上找到A′、B′点，使得OA和OA′相 等，OB和OB′相等。分别将A和A′点，以及B和B′点连接，并延长他们后相交可以得到O′点。 由于A、A′和O′点三点共线以及B、B′和O′点三点共线，因此O′点可以看成是光线会聚的摄 影中心点。过O′点作OQ的平行线，同时，过Q点做OG的平行线，两线相交于点C。分别 过近距点A和远距点B作OG的平行线，与OQ和O′C交于点D、D′及点F、F′。则O′G就 是以O′为摄影中心点而获取地面AB的图像A′B′所对应的焦距f，O′Q和O′C的夹角θ_L就是 以O′为摄影中心点的传感器侧摆角度。