机载SAR图像目标定位方法.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CN108594223A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810253831.8(22)申请日2018.03.26(71)申请人西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所）地址610036四川省成都市金牛区茶店子东街48号(72)发明人吴元赖作镁(74)专利代理机构成飞(集团)公司专利中心51121代理人郭纯武(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称机载SAR图像目标定位方法(57)摘要本发明公开的一种机载SAR图像目标定位方法，旨在提供一种能够提高定位精度的SAR图像目标定位方法。本发明通过下述技术方案予以实现：首先利用尺度不变特征转换SIFT匹配算法，把机载SAR图像与基准图像进行配准，求得若干个匹配的像素对，把基准图像的目标定位精度传递到机载SAR图像；然后进行载机运动参数更新：根据配准得到的若干个匹配的像素对，建立这些像素对的距离-多普勒模型，利用最小二乘法对距离-多普勒模型中的载机运动参数进行更新，得到更新后的更精确的载机运动参数；再根据得到的更精确的载机运动参数，采用符合SAR成像原理的距离-多普勒模型来进行SAR图像目标定位。CN108594223ACN108594223A权利要求书1/2页1.一种机载SAR图像目标定位方法，其特征在于包括如下步骤：(1)合成孔径雷达SAR图像配准：首先利用尺度不变特征转换SIFT匹配算法，把机载SAR图像与基准图像进行配准，求得若干个匹配的像素对，其中基准图像的每一个像素都有精确的地理位置信息，因此把基准图像的目标定位精度传递到机载SAR图像；(2)进行载机运动参数更新：根据配准得到的若干个匹配的像素对，建立这些像素对的距离-多普勒模型，利用最小二乘法对距离-多普勒模型中的载机运动参数进行更新，得到更新后的更精确的载机运动参数；(3)距离-多普勒定位：根据上一步骤得到的更精确的载机运动参数，采用符合SAR成像原理的距离-多普勒模型来进行SAR图像目标定位。2.如权利要求1所述的机载SAR图像目标定位方法，其特征在于：结合高程数据DEM，将得到的若干个匹配的像素(ik,jk)和经纬度坐标(αk，βk)，k＝1、2…K，把基准图像的经纬度T坐标(αk，βk)转换到地心地固坐标ECEF，得到基准图像的ECEF坐标Pk＝[XkYkZk]，其中，K为匹配的像素对个数，ik为机载SAR图像的行坐标，jk为机载SAR图像的列坐标，αk为基准图像的经度坐标，βk为基准图像的纬度坐标，下角标k为第k个像素对，Xk、Yk和Zk分别为ECEF坐标系的三个分量，T表示对相应矩阵进行的转置。3.如权利要求2所述的机载SAR图像目标定位方法，其特征在于：在载机运动参数更新中，首先建立距离方程组：k第k个匹配像素与载机的距离FR＝R0+(ik-i0)ΔR-|PS′-Pk|＝0，然后建立多普勒方程组：第k个匹配像素的多普勒频率T载机的ECEF坐标PS＝[XSYSZS]，T载机的ECEF速度V＝[VXVYVZ]，则第k个目标对应的载机ECEF坐标式中，R0是机载SAR成像场景中心点的斜距，下角标R表示距离，下角标0表示机载SAR成像场景中心点，ik、jk分别是机载SAR图像中第k个匹配像素的行列坐标，下角标k＝1、2、…K表示第k个像素对，K是匹配的像素对个数，ΔR是距离分辨率，Pk为基准图像的ECEF坐标，下角标D表示多普勒，fdc是多普勒中心频率，下角标dc为多普勒中心，λ为波长，|PS′-Pk|为PS′-Pk的绝对值长度，“·”表示两个向量的数量积，XS、YS、ZS为ECEF坐标的三个坐标轴分量，X、Y和Z分别表示X坐标轴方向、Y坐标轴方向和Z坐标轴方向，下角标S表示载机，i0、j0分别为机载SAR图像的行和列的原点坐标，PRF是脉冲重复频率，XS′、YS′和ZS′分别是载机坐标的三个坐标轴分量，上角标T表示对相应的矩阵进行转置。4.如权利要求3所述的机载SAR图像目标定位方法，其特征在于：距离-多普勒方程总共为2K个，待更新的载机运动参数包括载机的ECEF坐标PS位置和ECEF速度V向量，距离-多普勒方程总共为2K个，待更新的载机运动参数包括载机的ECEF坐标PS位置和ECEF速度V向量，TT用载机运动参数A进行表示，A＝[PSV]＝[XSYSZSVXVYVZ]。5.如权利要求1所述的机载SAR图像目标定位方法，其特征在于：根据载机运动参数更2CN108594223A权利要求书2/2页新步骤，首先在距离-多普勒方程组中初始化待更新的载机运动参数，第二步采用K个匹配像素对计算距离-多普勒方程相对于载机运动参数的雅可比矩阵，第三步采用K个