一种针对聚束模式星载SAR图像的几何校正方法

摘要

本发明公开了一种针对聚束模式星载SAR图像的几何校正方法，包括步骤一：读入相关参数和回波数据，建立定位方程，步骤二：根据星地空间几何关系计算雷达照射中心时刻卫星位置矢量、速度矢量在不转动地心坐标系下的坐标，步骤三：完成斜距与多普勒频率的修正处理，步骤四：获取星载SAR图像中某一像素点(i，j)，在不转动坐标系中的坐标及经纬度，步骤五：判断星载SAR图像像素点是否全部处理完毕，步骤六：重新划分经纬度网格，输出几何校正结果。本方法对星载SAR图像采用逐行处理方式进行图像几何校正，由于星载SAR图像行与行之间的处理过程完全独立，故可根据需要对星载SAR图像进行分块处理，进一步提高处理效率。

主权项

1.一种针对聚束模式星载SAR图像的几何校正方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤一：读入相关参数和回波数据，在星地空间几何关系基础上，建立由斜距方程、多普勒方程、地球模型方程三个方程组成的定位方程，具体步骤又分为：A、读入几何校正参数，包括星历参数和多普勒参数：偏心率e、半长轴a、升交点赤径Ω、近地点幅角ω、轨道倾角i、过近心点时刻τ、偏航角Ψ、俯仰角θ、横滚角Φ、雷达照射中心时刻t₀、波长λ、多普勒中心频率多普勒调频率参考斜距R_min、斜视角φ、信号采样率f_s、脉冲重复频率prf，地面目标在不转动地心坐标系下的大致坐标矩阵${[x_t^0,y_t^0,z_t^0]}^T;$B、读入星载SAR图像回波信号数据和SAR图像大小；C、建立由斜距方程、多普勒方程、地球模型方程组成的非线性定位方程组；步骤二：根据星地空间几何关系计算雷达照射中心时刻卫星位置矢量、速度矢量在不转动地心坐标系下的坐标；步骤三：利用聚束工作模式或滑动聚束工作模式的成像原理来对星载SAR图像中像素点(i，j)，其中i为行数，j为列数，完成斜距与多普勒频率的修正处理，具体处理过程分别为：A、根据像素点(i，j)的位置与场景中心点位置的关系，计算该像素点与传感器的斜距；B、对像素点(i，j)，通过利用参考点的多普勒中心频率和多普勒调频率来修正不同目标点的多普勒频率；步骤四：对星载SAR图像中某一像素点(i，j)，其中i为行数、j为列数，读入其对应的斜距和多普勒频率，用牛顿迭代处理求解非线性方程组，解出该像素点在不转动坐标系中的坐标(x_t，y_t，z_t)，最后求出该像素点对应的经纬度，具体步骤又分为：A、读入卫星位置矢量、速度矢量在不转动地心坐标系中的坐标；B、读入待定位像素点对应的多普勒频率和斜距；C、将读取的数据带入到步骤一的非线性方程组中，分别对未知量(x_t，y_t，z_t)进行求导运算，得到3乘3的雅各比矩阵；D、通过雅各比矩阵与待定位点在不转动地心坐标系中的坐标初始值矩阵，计算得到新的近似值矩阵；E、将新的近似值矩阵带入三个非线性定位方程，判断三个方程的值是否符合精度要求；F、将E中求解出的像素点在不转动坐标系中的坐标转换到转动地心坐标系下，进而求出该像素点所对应的经纬度；步骤五：判断星载SAR图像像素点是否全部处理完毕；若没有处理完毕，则返回步骤3继续执行；若全部处理完毕，则继续进行步骤六；步骤六：通过图像重采样处理技术完成图像的几何校正处理，即重新划分经纬度网格，将原始图像中的像素点对应到新的经纬度网格中，输出几何校正结果，其具体步骤又分为：A、利用之前求出的各像素点的经纬度，找出场景中经纬度的最值；B、根据经纬度最值和像素点个数得到重新划分后相邻像素的经纬度间隔；C、将原始图像中的像素点的图像数据传递给新的经纬度网格对应的像素点中；D、输出几何校正结果图和校正后的SAR图像数据。