[发明专利]一种无需先验升降轨信息的星载SAR影像高精度匹配方法

说明书

本发明涉及一种无需先验升降轨信息的星载SAR影像高精度匹配方法，包括：计算一景星载SAR影像的四个顶点的地理坐标；根据步骤a所得地理坐标计算其在另一景星载SAR影像上的像平面坐标；根据步骤b所得像平面坐标形成的四边形，选取其最大内接矩形，作为两景星载SAR影像的重叠区域；判断两景星载SAR影像成像轨道与观测方向之间的关系，并将两景星载SAR影像翻转为同轨同侧；根据SAR‑SIFT进行两景星载SAR影像的匹配。本发明提供一种在未知星载SAR影像轨道和观测方向时，得到有重叠区域的两景星载SAR影像的同名点，整个算法具有准确度高、鲁棒性好的优点。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种无需先验升降轨信息的星载SAR影像高精度匹配方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)技术的不断进步，使人们从SAR影像中获取更多地表信息成为可能。影像匹配是指通过一定的匹配算法在两幅或多幅影像之间识别同名点的过程。它是图像融合、目标识别、目标变化检测、计算机视觉等问题中的一个重要前期步骤，在遥感、数字摄影测量、计算机视觉、地图学及军事应用等多个领域都有着广泛的应用，对卫星影像的配准、拼接、3D重建等具有重要意义。

绝大多数针对星载影像的匹配都是同轨同侧SAR影像之间的匹配，针对如异轨异侧等其它情况的星载SAR影像匹配方法多是先将其中一景影像通过正射纠正的方式将其纠正到和另一景影像同一视角后再进行匹配，进行正射纠正后进行匹配，匹配到的同名点会增加正射纠正这一步所带来的累积误差。另外，星载影像较大，直接匹配结果较差，耗费的计算资源也较大。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种通过先行判断两景SAR影像之间的成像轨道和观测方位之间的关系，然后直接进行匹配的方法，解决了非同轨同侧的两景影像需要正射纠正后匹配的问题，并通过分块匹配的方案对两景影像进行匹配。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种无需先验升降轨信息的星载SAR影像高精度匹配方法，其具体包括以下步骤：

步骤a)计算一景星载SAR影像的四个顶点的地理坐标；

步骤b)根据步骤a)所得地理坐标计算其在另一景星载SAR影像上的像平面坐标；

步骤c)根据步骤b)所得像平面坐标形成的四边形，选取其最大内接矩形，作为两景星载SAR影像的重叠区域；

步骤d)判断两景星载SAR影像成像轨道与观测方向之间的关系，并将步骤c)所得两景星载SAR影像的重叠区域翻转为同轨同侧；

步骤e)进行两景星载SAR影像的匹配。

优选地，步骤a)的具体操作为：根据一景星载SAR影像的顶点坐标，设置初始高程值H₀＝100，代入公式(1)和公式(2)计算一景星载SAR影像该顶点对应的经纬度坐标，再根据全球高程模型获取该经纬度位置的实际高程值H₁判断△H＝|H₁-H₀|的大小，当△H≥0.001时，再将高程值H₁代入公式(1)和公式(2)进行迭代，直至△H＝|H_n-H_n-1|＜0.001时求得其所对应的P、L后停止迭代，即得一景星载SAR影像的顶点坐标对应的地理坐标(P,L,H_n)。

更优选地，公式(1)和公式(2)具体为：

其中，X表示像平面的横坐标，Y表示像平面的纵坐标，H表示像平面坐标所在实际地理空间的高程，P表示像平面坐标所在实际地理空间的经度，L表示像平面坐标所在实际地理空间的纬度；且，