基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法及系统.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CN111127334A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911121305.7(22)申请日2019.11.15(71)申请人航天恒星科技有限公司地址100086北京市海淀区知春路82号院(72)发明人刘乃强戴宗武张少甫段岑薇门宇博(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人高志瑞(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法及系统，包含RD成像平面与地距平面的映射对应和地距像素尺度确定两部分方法。该方法利用SAR雷达成像原理计算原始RD成像平面中的距离采样间隔及方位多普勒采样间隔，计算原始成像结果RD平面像素坐标，进而通过成像几何关系推算出实时SAR成像结果各像素的地距位置坐标。同时在像素地距网格定位过程中，利用地距位置坐标实现了地距像素尺度调整。本发明可应用于实时SAR成像系统中，可实现处理过程简单、实时性较强的图像几何校正、解决了实时机载/弹载SAR场景匹配系统输入图像的几何校正难题。CN111127334ACN111127334A权利要求书1/2页1.一种基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：通过距离向采样间隔计算距离向各采样点距离，并通过雷达参数计算各方位向采样点的多普勒频偏；步骤二：计算RD平面图像各距离向采样点距离，利用逐个方位向采样点的多普勒频偏计算RD成像平面的各像素相对位置坐标；步骤三：利用RD成像平面的各像素相对位置坐标计算当前斜距成像结果幅宽；结合期望校正后的地距网格距离尺度，得到几何校正后的地距图像像素个数；步骤四：RD平面图像左上角像素相对位置坐标同样为地据平面最小像素位置坐标，利用斜距图像各像素位置与地据平面最小像素的对应关系，得到RD平面图像各像素与地据像素的对应关系，再依据对应关系进行像素网格搬移，即完成了SAR图像的几何校正。2.根据权利要求1所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤一中，各方位向采样点的多普勒频偏为其中nan为方位向采样点数，PRF为雷达发射重频。3.根据权利要求1所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤二中，RD平面图像各距离向采样点距离为其中fs为距离向采样频率，RS为成像斜距，c为光速，nrn为距离向点数。4.根据权利要求3所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤二中，利用逐个方位向采样点的多普勒频偏计算RD成像平面的各像素相对位置坐标包括如下步骤：首先通过公式计算每个采样点与成像中心的相对位置，再通过成像几何关系计算RD成像平面的各像素相对位置坐标其中fdc为多普勒中心频率，λ为发射波长，vavg为合成孔径期间平均速度。5.根据权利要求1所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤三中，当前斜距成像结果幅宽为：距离向为Wr＝max(Rr)-min(Rr)，方位向为Wa＝max(Ra)-min(Ra)。6.根据权利要求5所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤三中，几何校正后的地距图像像素个数为：距离向nrn_z＝Wr/ΔR个，方位向nan_z＝Wa/ΔA个，其中ΔR与ΔA为期望得到的地距网格像素尺度。7.根据权利要求1所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正方法，其特征在于：在步骤四中，RD平面图像各像素与地据像素的对应关系为：地面距离向地面方位向8.一种基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正系统，其特征在于包括：第一模块，用于通过距离向采样间隔计算距离向各采样点距离，并通过雷达参数计算2CN111127334A权利要求书2/2页各方位向采样点的多普勒频偏；第二模块，用于计算RD平面图像各距离向采样点距离，利用逐个方位向采样点的多普勒频偏计算RD成像平面的各像素相对位置坐标；第三模块，用于利用RD成像平面的各像素相对位置坐标计算当前斜距成像结果幅宽；结合期望校正后的地距网格距离尺度，得到几何校正后的地距图像像素个数；第四模块，用于RD平面图像左上角像素相对位置坐标同样为地据平面最小像素位置坐标，利用斜距图像各像素位置与地据平面最小像素的对应关系，得到RD平面图像各像素与地据像素的对应关系，再依据对应关系进行像素网格搬移，即完成了SAR图像的几何校正。9.根据权利要求8所述的基于RD平面像素映射的SAR图像实时几何校正系统，其特征在于：各方位