(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211030445.5 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 冯永玖　雷振坤　席梦镕　童小华　 刘世杰　谢欢　陈鹏　许雄　 金雁敏　王超　柳思聪　叶真　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 蔡彭君 (51)Int.Cl. G01S 7/40(2006.01) G01S 13/90(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于风力发电机提供控制点的星 载SAR 几何定标 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于风力发电机提供控制 点的星载SAR几何定 标方法， 包括： 获取SAR影像； 构建初始几何定位模型， 实现基于像方坐标和物 方坐标的SAR影像与DOM的相互映射； 在SAR影像 和DOM中采集风力发电机的同名点对， 并划分为 控制点对和检核点对； 对控制点数据库中的点数 据逐点计算几何定位误差； 计算大气延迟值； 分 析几何定位误差来源， 并建立考虑大气延迟的几 何定标模型， 用于求解SAR卫星成像系统误差修 正参数； 基于控制点数据库和几何定标模型解算 系统性误差修正参数， 更新初始几何定位模型； 评估模型的定位性能。 与现有技术相比， 本发明 具有无需几何定标场的支持、 通用性强等优点。 权利要求书5页 说明书12页 附图4页 CN 115407289 A 2022.11.29 CN 115407289 A 1.一种基于风力发电机提供控制点的星载SAR几何定标方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1)获取SAR影 像； 步骤2)根据SAR影像的辅助文件构建初始几何定位模型， 实现基于像方坐标和物方坐 标的SAR影 像与DOM的相互映射； 步骤3)对SA R影像进行预处理后， 在SAR影像和 DOM中采集风力发电机的同名点对， 并分 别记录SAR影像中目标点的像方坐标和对应的DOM中的物方坐标， 根据物方坐标在DEM中获 取高程信息， 生 成同名点对的地面控制点， 通过多次采集得到多对同名点对， 并划分为控制 点对和检核点对， 建立控制点对数据库和检核点对数据库； 步骤4)对检核点对数据库中的点数据逐点计算几何定位 误差； 步骤5)基于标准大气模型计算大气参数， 基于萨斯塔莫宁模型和大气参数估计对流层 大气延迟， 基于克罗布歇模型估计电离层延迟； 步骤6)分析几何定位误差来源， 并建立考虑大气延迟的几何定标模型， 用于求解SAR卫 星成像系统误差修正参数， 其中， 所述几何定标模型 的大气延迟值基于对流层大气延迟和 电离层延迟确定； 步骤7)基于控制点数据库和几何定标模型解算误差修正参数， 并基于误差修正参数更 新初始几何定位模型， 得到更新几何定位模型； 步骤8)基于检核点对数据库评估初始几何定位模型和更新几何定位模型的定位 性能。 2.根据权利要求1所述的一种基于风力发电机提供控制点的星载SAR几何定标方法， 其 特征在于， 所述的步骤2)包括以下步骤： 步骤2‑1)根据SAR影像一级产品附带的XML格式的辅助数据拟合卫星成像期间的位置 和速度： 式中， (a0,a1,a2,a3,b0,b1,b2,b3,c0,c1,c2,c3)为拟合的位置方程的系数； ta为SAR影像中 第j行像素对应的成像时间， 即方位向成像时间； j为方位 向像方坐标， 即SAR影像中观测目 标的行坐标； ta0为方位向起始成像时间， fa为脉冲重复频率， (Xg,Yg,Zg)为地面目标点的物 方坐标， (Xs,Ys,Zs)为对地面目标点成像时刻传感器的空间直角坐标， (Vx,Vy,Vz)为第j行像 素的速度矢量， R为观测目标和传感器之间的斜距测量 值； 步骤2‑2)根据SAR卫星成像原理， 构建对地观测初始几何定位模型：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115407289 A 2式中， R0是距离向起始斜距， i是距离向像方坐标， 即SAR影像中观测目标的列坐标， Pr为 距离向斜距分辨率； fd为成像时刻卫星平 台和观测目标之间存在的多普勒中心频率， Psc和 Vsc分别为传感器的位置和速度矢量， Pgc和Vgc分别为观测目标的位置和速度矢量， λ为雷达 波长； a和b分别为 WGS‑84参考椭球的长短 半轴， h为对地观测目标 所在区域的平均高程； 步骤2‑3)基于误差确定几何定位模型的条件方程： 式中， tr 0为距离向起始时间， c为光速， fr为雷达系统的距离向采样频率； tr为距离向成像时间； 步骤2‑4)对每个地面目标点建立几何定位模型的条件方程， 使用SAR影像产品提供的 中心点物方坐标为初值， 基于最小二乘原理， 采用牛顿迭代法求解地面目标点的物方坐标， 迭代过中根据几何定位模型的条件方程对地面目标点的物方空间坐标分别求偏导得到偏 导数矩阵， 并进行更新， 当物方坐标的相对于上一次迭代的修正值小于预配置的阈值时结 束迭代， 得到地 面目标点的物方坐标， 完成像方坐标和物方坐标的相互映射。 3.根据权利要求1所述的一种基于风力发电机提供控制点的星载SAR几何定标方法， 其 特征在于， 所述的步骤3)包括以下步骤： 步骤3‑1)对SAR影像进行预处理： 收集研究区域内多景SAR影像一级产品， 进行辐射校 正， 并将后向散射信息转换为强度信息； 步骤3‑2)在SAR影像中选择平坦地区， 周围地物类型简单的风力发电机目标点， 并记录 其像方坐标； 步骤3‑3)利用步骤2)构 建的初始几何定位模型， 将步骤3 ‑2)记录的像方坐标映射到物 方坐标， 缩小搜索空间， 在DOM中快速 定位同名点， 并记录所述同名点的物方坐标； 步骤3‑4)根据同名点的物方坐标在DE M中获取高程信息， 生成同名点对的地 面控制点； 步骤3‑4)重复步骤3 ‑2)‑步骤3‑4)完成同名点对的采集工作， 并将同名点对划 分为控 制点对和检核点对， 建立控制点对数据库和检核点对数据库。 4.根据权利要求1所述的一种基于风力发电机提供控制点的星载SAR几何定标方法， 其 特征在于， 所述的步骤4)具体为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115407289 A 3