基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111983610A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010754132.9(22)申请日2020.07.30(71)申请人西安空间无线电技术研究所地址710100陕西省西安市长安区西街150号(72)发明人杨娟娟邢妍施浩强高阳党红杏(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人胡健男(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法(57)摘要本发明公开了一种基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，首先，各burst数据或条带子带数据在完成距离脉压和距离徙动校正后，选择合适的参考斜距进行双曲到二次方位变标，通过SPECAN完成方位聚焦；其次，修正SAR图像距离门斜距和多普勒频率参数，确定RD定位模型参数；接着，SAR图像4个顶点RD定位，确定场景覆盖范围并完成网格划分；然后，各网格点逆RD定位，确定网格点在SAR图像中的方位位置和距离位置；最后，SAR图像重采样，完成图像定位。本发明中定位方法稳健、精度高，已经有效应用于星载SAR扫描模式burst图像定位处理。CN111983610ACN111983610A权利要求书1/3页1.一种基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1根据SAR成像方位变标参数，修正SAR图像距离门斜距和多普勒频率参数，从而确定SAR雷达RD定位模型参数；S2根据确定的SAR雷达RD定位模型参数，对SAR图像的4个顶点进行RD定位，确定SAR图像对应的场景覆盖范围；S3根据经纬度网格间隔要求，对SAR图像场景覆盖范围进行网格划分，得到各网格点的经纬高；S4根据各网格点的经纬高，对各网格点进行逆RD定位，确定网格点在SAR图像中的方位位置和距离位置；S5根据各网格点在SAR图像中的方位位置和距离位置，对SAR图像进行重采样，得到各网格点像素值，实现SAR图像定位。2.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：在步骤S1中，SAR图像各像素相对成像中心时刻雷达位置的多普勒频率fa,new不再是传统SPECAN技术成像后的方位多普勒频率fa。3.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：SAR图像各像素相对成像中心时刻雷达位置的多普勒频率fa,new表达式，如下式中，Rb为SAR图像各距离门最短斜距，fa为方位多普勒频率，Rscl为方位变标参考斜距，θsq,c为多普勒中心斜视角。4.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：fa和θsq,c表达式为：式中，PRF为脉冲重复频率，Ve为雷达速度，Na为SAR图像的方位向点数，λ为波长，fdc为多普勒中心频率；因此，方位变标和SPECAN后，各像素目标相对成像中心时刻雷达位置的真实多普勒频率fa,real为：由此，SAR图像各像素相对成像中心时刻雷达位置的斜距Rt(Rb；fa,real)为：2CN111983610A权利要求书2/3页5.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：在步骤S2中，SAR图像4个顶点的RD定位模型为：式中，和分别为WGS-84坐标系下burst数据或条带子带数据成像中心时刻雷达位置和速度矢量，为WGS-84坐标系下定位目标矢量，Ptx、Pty、Ptz分别为在WGS84坐标系下x、y、z轴上的分量，Rt和fa,real分别为目标位置到成像中心时刻雷达位置的相对斜距长度和多普勒频率，Req和Rep分别为考虑目标高程的地球赤道半径和极地半径。6.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：在步骤S2中，4个顶点的定位用多普勒频率和斜距分别为：其中，Nr为距离向点数，fa,real,1和Rt,1分别为SAR图像方位起始时刻第一个距离门内顶点的定位用多普勒频率和斜距，fa,real,2和Rt,2分别为SAR图像方位结束时刻第1个距离门内顶点的定位用多普勒频率和斜距，fa,real,3和Rt,3分别为SAR图像方位起始时刻第Nr个距离门内顶点的定位用多普勒频率和斜距，fa,real,4和Rt,4分别为SAR图像方位结束时刻第Nr个距离门内顶点的定位用多普勒频率和斜距，根据上述参数即可实现SAR图像四个顶点的RD定位。7.根据权利要求1所述的基于方位变标和频谱分析成像的SAR图像定位方法，其特征在于：在步骤S4中，确定各网格点在SAR图像中的方位位置i的步骤具体如下：A1将步骤S3中各网格点的经纬度坐标