[发明专利]基于无控制点的双机载SAR图像目标定位的方法

说明书

本发明公开了一种基于无控制点的双机载SAR图像目标定位的方法，包括：分别对获取的两幅高分辨率SAR图像进行连通域分割标记、特征提取、目标匹配，得到两幅图中对应目标区域几何中心，输出同名像点坐标；将像点坐标矩阵、两SAR的系统参数、定向参数等代入定位解算模型，经过牛顿迭代实现无控制点条件下的目标在直角坐标系中的坐标解算。本发明能够有效地对SAR图像中目标进行检测及定位，采用两机载SAR数据融合定位的三维解算方法，可以不受相干性的限制，得到高精度定位结果。

技术领域

本发明属于SAR定位技术领域，具体涉及一种基于无控制点的双机载SAR图像目标定位的方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时的对地观测能力，SAR在海洋监测方面得到了广泛的应用，并发挥了巨大的社会、经济和军事效益。因成像波段不同，SAR系统可以获取不同于光学系统的地物目标信息。

在一般情况下，传统的SAR图像定位是由一幅SAR图像，辅以地球模型方程等，在定向参数解算的基础上计算相应地面点的三维信息。然而对于机载平台的雷达对地目标定位条件下，由于飞行高度的限制，地球曲率对机载雷达成像定位的影响可以忽略，则不满足地球模型方程。因此，对目标的三维坐标定位须再加上有限个控制点的信息，这在非合作区域条件下实现可能性较小。本文采用两幅SAR图像信息结合定向参数等信息，结合距离-多普勒方程，实现对目标的三维坐标实现无控制点定位，此方法的应用场景更为广泛。

SAR图像定位与三维信息提取技术可以对较大范围的区域实现全天时、全天候和高精度的目标定位。现有的双基机载SAR技术常用的是两部雷达分别作为发射机和接收机的工作模式，这样的方法无法由目标在SAR图像的像素位置信息，通过直接解析方程组获得目标的实际位置信息。

发明内容

为解决现有技术中非合作区域目标定位的问题，本发明的目的在于提供一种能够在无控制点条件下、准确地检测和定位杂波背景SAR图像中目标的方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于无控制点的双机载SAR图像单目标定位的方法，包括以下步骤：

对所获取的两幅SAR图像分别采用目标连通域分割标记算法，划分出多个目标的像点区域，保存区域像点质心坐标信息；

结合基于SIFT特征的目标匹配算法，在复杂背景下将SAR1、SAR2图像进行目标匹配，输出同名目标分别在两幅图像中的像点坐标；

将像点坐标、载机飞行位置、速度信息和SAR成像角度信息代入基于无控制点的双SAR协同立体定位模型，对目标的实际三维坐标进行牛顿迭代解算。

进一步的，所述的目标连通域分割标记算法具体步骤为：

根据设定的阈值对获取的图像进行二值化，分离前景像素和背景像素，其中前景像素构成待检测连通区域；

对图像进行扫描，当在某一行中找到各待检测连通区域的行连通域时，分别统计这些行连通域的信息并保存，所述行连通域的信息包括行连通域开始的列序号、结束的列序号、连通像素个数、行连通域中所有像素的列序号之和及所有像素的行序号之和；

若在下一行扫描中找到位于各待检测连通区域的行连通域时，将改行的每个行连通域分别与上一行所有行连通域一一进行比较，比较从上一行的最后一个行连通域开始；如果没有一个满足八邻域连通的融合条件，则分配一个标记号给当前行连通域，并将该行连通域的信息保存；如果满足融合条件，则将满足融合条件的上下两个行连通域合并，并结合后形成的连通域分配一个标记号；

对于每一个分配到标记号的连通域，将该连通域的最小行序号、最大行序号、最小列序号、最大列序号、该连通域中所有像素列序号之和及所有像素行序号之和，以标记号为地址保存；