基于距离方程组的机载SAR图像立体定位方法

doi:10.7523/j.issn.2095-6134.2020.06.011

中国科学院大学学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (6): 798-804.DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2020.06.011

基于距离方程组的机载SAR图像立体定位方法

潘志刚, 王超, 曹舸

中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100190

收稿日期:2019-03-11 修回日期:2019-11-27 发布日期:2020-11-15
通讯作者: 潘志刚
基金资助:
国家自然科学基金（61471340）资助

Stereo localization method for air-borne SAR image based on range equations

PAN Zhigang, WANG Chao, CAO Ge

Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Received:2019-03-11 Revised:2019-11-27 Published:2020-11-15

摘要/Abstract

摘要： 提出一种基于距离方程组的机载SAR图像立体定位方法，该方法使用同一成像区域的3幅SAR图像进行无控制点定位，首先确定目标在3幅图像中对应的同名像点，解析该像点对应的雷达平台瞬时经纬度坐标、海拔高度以及目标到雷达平台的斜距值，在地心坐标系下建立3幅图像对应同名像点的距离方程组，对非线性方程组进行求解得到同名像点基于地心坐标系的坐标值，并通过坐标转换得到目标点的经纬度坐标及海拔高度，实现三维定位。对影响定位精度的系统误差因素进行仿真分析，利用实飞的机载SAR图像进行目标定位实验，结果验证了该方法的有效性。

关键词: 合成孔径雷达, 立体定位, 距离多普勒模型, 距离方程组

Abstract: A method of stereo localization for airborne SAR image based on range equations is proposed. This method uses three SAR images of the same imaging area to implement stereo localization without control points. Firstly, the corresponding image points (CIP) in the three images are determined, and the platform parameters corresponding to the CIP such as instantaneous geographic coordinates, altitude, and slant range are analyzed. The range equations for the CIP of three images are established in the geocentric coordinate system. The geocentric coordinates of the CIP are obtained by solving range equations, the geographic coordinates and altitude are obtained by coordinate transformation, so as to realize the three-dimensional positioning. The system error factors affecting the accuracy of stereo localization are simulated and analyzed. The positioning experiment is carried out using the actual flight airborne SAR image. The results show that the proposed method is effective.

Key words: synthetic aperture radar(SAR), stereo localization, range-Doppler model, range equations

中图分类号:

TN958

潘志刚, 王超, 曹舸. 基于距离方程组的机载SAR图像立体定位方法[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(6): 798-804.

PAN Zhigang, WANG Chao, CAO Ge. Stereo localization method for air-borne SAR image based on range equations[J]. , 2020, 37(6): 798-804.

参考文献

[1] 潘志刚,潘卓,曹舸. 机载SAR无控制点直接定位方法[J]. 中国科学院大学学报,2015, 32(4):536-541.
[2] Curlander J C. Location of pixels in space-borne SAR imagery[J]. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, 1982, 20(3):359-364.
[3] Johnsen H, Lauknes L,Guneriussen T.Geocoding of fast-delivery ERS-1 SAR image mode product using DEM data[J].International Journal of Remote Sensing, 1995, 16(11):1957-1968.
[4] Leberl F W. Radargrammetric image processing[M]. Massachusetts:Artech House, 1990.
[5] 张红敏. SAR图像高精度定位技术研究[D]. 郑州:信息工程大学, 2013.
[6] 张红敏, 靳国旺, 徐青,等. 利用单个地面控制点的SAR图像高精度立体定位[J]. 雷达学报,2014, 3(1):85-91.
[7] 韦北余,朱岱寅,吴迪,等. 一种基于和差波束的机载SAR定位方法[J]. 电子与信息学报,2013,35(6):1464-1470.
[8] 程春泉,张继贤,黄国满,等. 考虑多普勒参数的SAR影像距离-共面方程及其定位[J]. 遥感学报, 2013, 17(6):1444-1450.
[9] Schubert A, Small D, Jehle M. COSMO-Skymed, TerraSAR-X, and RADARSAT-2 geolocation accuracy after compensation for earth-system effects[C]//2012 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS2012), Germany, 2012:3301-3304.
[10] Gisinger C, Balss U, Pail R, et al. Precise three-dimensional stereo localization of corner reflectors and persistent scatters with TerraSAR-X[J]. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, 2015, 53(4):1782-1802.
[11] Eineder M, Minet C, Steigenberger P, et al. Imaging geodesy:toward centimeter-level ranging accuracy with TerraSAR-X[J]. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, 2011, 49(2):661-671.
[12] Cong X Y, Balss U, Eineder M. Imaging geodesy:centimeter-level ranging accuracy with TerraSAR-X:an update[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2012, 9(5):948-952.
[13] 云菲. 高分三号卫星[J]. 卫星应用, 2016(8):F0004.
[14] 丁赤飚,刘佳音,雷斌,等. 高分三号SAR卫星系统级几何定位精度处探[J]. 雷达学报,2017,6(1):11-16.

[1]	尹迪, 韩冰, 孙吉利, 赵良波, 洪文, 胡玉新. 天线扫描对TOPSAR辐射影响的校正方法[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(6): 791-799.
[2]	林世明, 张毅, 王吉利, 赵爽. 星载双基InSAR系统中的电离层色散效应分析与校正[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(6): 809-816.
[3]	刘雨洁, 齐向阳. 基于长时间间隔序贯SAR图像的运动舰船跟踪方法[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(5): 642-648.
[4]	王泽隆, 徐向辉, 张雷. 基于仿真SAR图像深度迁移学习的自动目标识别[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(4): 516-524.
[5]	田东, 禹卫东. 电离层色散效应对星载SAR成像的影响[J]. 中国科学院大学学报, 2019, 36(3): 376-384.
[6]	邹浩, 林赟, 洪文. 基于多角度合成SAR图像的目标识别性能分析[J]. 中国科学院大学学报, 2019, 36(2): 226-234.
[7]	蒋莎, 仇晓兰, 韩冰, 胡文龙, 卢晓军. 一种基于普通分布目标的极化SAR幅相不平衡快速评价方法[J]. 中国科学院大学学报, 2019, 36(2): 280-288.
[8]	李松, 魏中浩, 张冰尘, 洪文. 深度卷积神经网络在迁移学习模式下的SAR目标识别[J]. 中国科学院大学学报, 2018, 35(1): 75-83.
[9]	肖垚, 刘畅. 基于稀疏求解的改进PCA方法在SAR目标识别中的应用[J]. 中国科学院大学学报, 2018, 35(1): 84-88.
[10]	杨国铮, 禹晶, 孙卫东. 基于相对全变分的复杂背景SAR图像舰船尾迹检测[J]. 中国科学院大学学报, 2017, 34(6): 734-742.
[11]	陈立福, 王思雨, 袁志辉, 王静, 邢学敏, 武鸿. 非线性ECS自配准成像算法中相位保持精度分析[J]. 中国科学院大学学报, 2017, 34(5): 640-646.
[12]	潘志刚, 王小龙, 李志勇. SAR原始数据压缩的自适应比特分配BAQ算法[J]. 中国科学院大学学报, 2017, 34(1): 106-111.
[13]	杨洋, 王岩飞. 一种基于混合模型的合成孔径雷达自聚焦算法[J]. 中国科学院大学学报, 2016, 33(5): 656-663.
[14]	邢涛, 黄友红, 胡庆荣, 李军, 王冠勇. 基于动态K均值聚类算法的SAR图像分割[J]. 中国科学院大学学报, 2016, 33(5): 674-678.
[15]	田野, 张冰尘, 洪文. 基于分布式压缩感知的重轨干涉SAR形变检测方法与实验[J]. 中国科学院大学学报, 2016, 33(1): 107-114.

基于距离方程组的机载SAR图像立体定位方法

Stereo localization method for air-borne SAR image based on range equations

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

访问统计

联系我们