[发明专利]一种无控制点测绘SAR基线标定方法

权利要求书

1.一种无控制点测绘SAR基线标定方法，其特征在于步骤如下：

(1)、采用测绘SAR系统获取观测区域两幅SAR图像，对两幅SAR图像进行干涉处理，得到观测区域的干涉相位，从中选取一块均匀平坦区域干涉相位，作为参考平地区域干涉相位；

(2)、将方位向参考平地区域干涉相位进行平均处理，得到参考平地沿距离向观测点干涉相位k＝1～N，N对应参考平地区域干涉相位沿距离向观测点数；

(3)、设置参考平地区域干涉相位对应的观测点初始高程值h_ik为相同的参考平地区域高度值h_i，并进入步骤(4)；

(4)、以SAR基线矢量构成状态变量，建立基线矢量状态空间模型，根据干涉相位与基线矢量的关系模型，建立干涉相位观测模型，根据参考平地沿距离向干涉相位，采用扩展卡尔曼滤波方法估计观测区域初始高程值h_i对应的SAR基线矢量(B_Xi,B_Zi)；

(5)、根据步骤(4)得到的观测区域高程值对应的SAR基线矢量(B_Xi,B_Zi)估计值和步骤(1)中获取的参考平地区域距离向干涉相位k＝1～N，计算出对应的观测区域反演高程信息h_0ik，k＝1～N；

观测区域反演高程信息h_0ik的具体计算公式为：

式中，H为卫星平台高度，α_i＝atan(B_Zi/B_Xi)表示基线倾角，表示参考平地区域干涉相位，r_k表示参考平地沿距离向观测点斜距，其中c为光速，F_s为距离向采样频率，k为距离向像素位置，H为卫星平台高度，h_i为参考区域高度，为基线长度；

(6)、按照步进大小Δh，改变参考平地区域高度值h_i，重复步骤(4)～(6)，直到遍历完预设的观测区域高程区间内所有高程值；

(7)、基于均方误差最小准则，计算观测区域初始高程值h_i和观测区域反演高程信息h_0ik，k＝1～N，间的均方误差，选取均方误差最小的一组观测区域初始高程值h_i和观测区域反演高程信息h_0ik对应的基线矢量(B_Xi,B_Zi)作为最终基线估计结果。

2.根据权利要求1所述的一种无控制点测绘SAR基线标定方法，其特征在于所述步骤(4)的具体实现为每一个计算周期执行如下步骤：

(4.1)、计算卡尔曼增益K_ik：

其中，为上一个计算周期的状态变量均方误差矩阵，状态变量均方误差矩阵初值P_i0取值为单位阵R_ik为观测噪声系数，设定为1；H_ik表示干涉相位对基线矢量的偏导数，设定为和计算方式如下：

式中，p表示测绘SAR工作模式参数，p＝1，表示“一发两收”工作模式，p＝2表示自发自收，即“乒乓模式”，r_k表示参考平地沿距离向观测点斜距，其中，r_near为近距端斜距，c为光速，F_s为距离向采样频率，j为距离向像素位置，H为卫星平台高度，h_i为参考平地区域高度值，为基线长度；

(4.2)、更新状态变量x_ik及其误差方差矩阵P_ik：

其中，为上一个计算周期的状态变量，为上一个计算周期的状态变量计算的干涉相位值，I为单位阵。

3.根据权利要求2所述的一种无控制点测绘SAR基线标定方法，其特征在于所述上一个计算周期的状态变量计算的干涉相位值的计算公式为：

式中，为上一个周期的状态变量，r_k表示参考平地沿距离向观测点斜距。