一种SAR景象匹配结果置信度评估方法技术

本发明专利技术属于景象匹配导航技术，具体涉及一种SAR景象匹配结果置信度评估方法。包括：根据SAR雷达参数及飞机飞行参数确定地标点搜索范围；根据地标点搜索范围，在地标点数据库中检索出待匹配地标点集合；对待匹配地标点集合中的每一个地标点T

A confidence evaluation method for SAR scene matching results

【技术实现步骤摘要】
一种SAR景象匹配结果置信度评估方法


[0001]本专利技术属于景象匹配导航技术，具体涉及一种SAR景象匹配结果置信度评估方法。

技术介绍

[0002]景象匹配导航利用机载图像传感器感应地面地貌信息形成实时图像，与预先制备好的基准图进行配准处理，再通过反演定位计算载机在地球坐标系下的准确位置，是一种重要的机载导航方式。景象匹配导航具有自主性强、抗干扰能力强、导航精度高、误差不随时间积累等特点，适用于高空长航时战略轰炸机、各型侦察无人机、战斗机、直升机等载机平台，有着广阔的使用价值与应用前景。
[0003]景象匹配导航系统分为可见光景象匹配系统与SAR雷达景象匹配系统，可见光匹配系统成像设备成熟，导航精度与数据更新率均比较高，但是受天气、光照的影响较大，不具备全天时全天候的工作能力，同时对于基准图的制备要求较高，使用前的准备工作繁琐，维护成本高，主要用于弹载制导系统以及低空无人机辅助导航系统。
[0004]SAR雷达景象匹配导航系统采用SAR雷达作为成像传感器，SAR雷达是一种高分辨率微波成像雷达，利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向双向高分辨率遥感成像。与一般的可见光波段的光电传感器相比较，SAR雷达具备全天候、全天时的工作能力，同时具备成像距离远，宽幅宽的特点，可以应用于各型高空高速载机平台以及各型战斗机、无人机，具有非常强的环境适应性，能够在卫星拒止环境下大幅度提高载机平台的导航系统性能。但由于SAR雷达成像原理的限制，其图像往往带有较高的噪声水平，导致单个地标点的匹配结果往往可信度不足，无法直接提高给飞机综合导航系统使用。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：提供一种SAR景象匹配结果置信度评估方法，解决SAR雷达图像高噪声带来的单个地标点匹配结果可信度不足问题。
[0006]技术方案：
[0007]第一方面，提供了一种SAR景象匹配结果置信度评估方法，包括：
[0008]根据SAR雷达参数及飞机飞行参数确定地标点搜索范围；
[0009]根据地标点搜索范围，在地标点数据库中检索出待匹配地标点集合；
[0010]对待匹配地标点集合中的每一个地标点T
i
，采用归一化的模板匹配方法计算地标点T
i
的匹配点在机载SAR雷达图像中的像素坐标(x
i
，y
i
)和对应的匹配度P
i
，其中，待匹配地标点集合包括n个地标点，i的取值为从1至n的整数；
[0011]对待匹配地标点集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算位置相关性误差ΔL
ij
；
[0012]根据匹配度和位置相关性误差，计算地标点对(T
i
，T
j
)的匹配置信度C
ij
，j的取值为1至n且j不等于i。
[0013]进一步地，确定待匹配集合具体包括：根据SAR雷达参数及飞机飞行参数确定地标
点搜索范围；根据搜索范围，在地标点数据库中检索出待匹配地标点集合。
[0014]进一步地，对集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算位置相关性误差ΔL
ij
，具体包括：
[0015]分别计算地标点T
i
、T
j
在地球直角坐标系下的坐标(x
ie
，y
ie
，z
ie
，)，(x
je
，y
je
，z
je
，)；
[0016]计算地标点T
i
、T
j
在地球水平面方向的第一相对位置向量E
ij
，E
ij
＝(x
ie
‑
y
je
，y
ie
‑
y
je
)
[0017]计算地标点T
i
、T
j
在SAR雷达图像中对应的匹配点之间的第二相对位置向量M
ij
，M
ij
＝(x
i
‑
y
j
，y
i
‑
y
j
)
·
RES，其中RES为机载SAR图像像素分辨率，单位：米/像素；
[0018]根据第一相对位置向量E
ij
和第二相对位置向量M
ij
计算地标点对(T
i
，T
j
)的位置相关性误差ΔL
ij
，ΔL
ij
＝|E
ij
‑
M
ij
|。
[0019]进一步地，对集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算的匹配置信度C
ij
，具体包括：
[0020]根据地标点T
i
、T
j
的匹配度P
i
、P
j
，计算两个地标点相对位置关系正确的条件下，匹配结果正确的概率P
ij
＝1
‑
(1
‑
P
i
)(1
‑
P
j
)；
[0021]构造概率函数，计算位置相关性误差为ΔL
ij
时两个地标点相对位置关系正确的概率其中Thd为位置相关性偏差门限；
[0022]根据条件概率公式，计算匹配置信度C
ij
为：
[0023]进一步地，计算位置相关性误差ΔL
ij，
具体包括：
[0024]分别计算地标点T
i
、T
j
在地球极坐标系下的坐标其中R为地球半径；
[0025]计算地标点T
i
、T
j
在地球水平面方向的第一相对位置向量E
ij
，
[0026]计算地标点T
i
、T
j
在SAR雷达图像中对应的匹配点之间的第二相对位置向量M
ij
，M
ij
＝(x
i
‑
y
j
，y
i
‑
y
j
)
·
RES，其中RES为机载SAR图像像素分辨率，单位：米/像素；
[0027]根据第一相对位置向量E
ij
和第二相对位置向量M
ij
计算地标点对(T
i
，T
j
)的位置相关性误差ΔL
ij
，ΔL
ij
＝|E...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SAR景象匹配结果置信度评估方法，其特征在于，包括：根据SAR雷达参数及飞机飞行参数确定地标点搜索范围；根据地标点搜索范围，在地标点数据库中检索出待匹配地标点集合；对待匹配地标点集合中的每一个地标点T
i
，采用归一化的模板匹配方法计算地标点T
i
的匹配点在机载SAR雷达图像中的像素坐标(x
i
，y
i
)和对应的匹配度P
i
；其中，待匹配地标点集合包括n个地标点，i的取值为从1至n的整数；对待匹配地标点集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算位置相关性误差ΔL
ij
；根据匹配度和位置相关性误差，计算地标点对(T
i
，T
j
)的匹配置信度C
ij
，其中j的取值为1至n且j不等于i。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定待匹配集合具体包括：根据SAR雷达参数及飞机飞行参数确定地标点搜索范围；根据搜索范围，在地标点数据库中检索出待匹配地标点集合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算位置相关性误差ΔL
ij
，具体包括：分别计算地标点T
i
、T
j
在地球直角坐标系下的坐标(x
ie
，y
ie
，z
ie
，)，(x
je
，y
je
，z
je
，)；计算地标点T
i
、T
j
在地球水平面方向的第一相对位置向量E
ij
，E
ij
＝(x
ie
‑
y
je
，y
ie
‑
y
je
)计算地标点T
i
、T
j
在SAR雷达图像中对应的匹配点之间的第二相对位置向量M
ij
，M
ij
＝(x
i
‑
y
j
，y
i
‑
y
j
)
·
RES，其中RES为机载SAR图像像素分辨率，单位：米/像素；根据第一相对位置向量E
ij
和第二相对位置向量M
ij
计算地标点对(T
i
，T
j
)的位置相关性误差ΔL
ij
，ΔL
ij
＝|E
ij
‑
M
ij
|。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对集合中的每个地标点对(T
i
，T
j
)，计算的匹配置信度C
ij
，具体包括：根据地标点T
i
、T<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢炀，李東轩，王涛，丁小昆，康宏生，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：