一种GNSS-RSAR双星融合成像方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种GNSS

【技术实现步骤摘要】
一种GNSS
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R SAR双星融合成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及融合成像
，特别是涉及一种GNSS
‑
R SAR双星融合成像方法及系统。

技术介绍

[0002]随着导航卫星系统的发展与完善，其功能不再局限于定位和授时，全球导航卫星系统反射(Global Navigation Satellite System
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Reflections，GNSS
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R)技术近些年来受到越来越多的研究学者关注，该项技术主要是利用导航卫星在地球表面的反射信号对地表信息进行反演。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种高分辨率微波成像雷达，与光学遥感相比，不受天气影响。GNSS
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R SAR技术为GNSS
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R相关技术中的一个新分支，其使用导航卫星作为外辐射信号源，在地面或者近地空间布设接收机，使用合成孔径的原理，对目标区域进行双站合成孔径雷达成像，该技术具有空间分辨率高、重访周期低、成本低、信号源丰富等优点，因此，GNSS
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R SAR技术具有重要的科学研究的价值和应用前景。
[0003]在GNSS
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R SAR技术中，由于受到导航信号带宽的限制，导致其距离向分辨率较低，多星融合是提高分辨率的一种重要方法。目前，在GNSS
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R SAR多星融合和多角度观测等方面已经进行了大量研究，并开展了大量的实验，验证了GPS、北斗、GLONASS和GLONASS不同系统间多星融合的可行性。目前，GNSS
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R主要的多星融合方式有一站多星和多站多星两种方式，融合的方法主要为单星成像后通过非相干累加的方式进行图像后处理。现有的多星融合方法是基于多颗卫星遍历的方法进行融合，该方法可以有效的提升融合后图像的分辨率和信噪比，但是随着融合卫星数量的增加，GNSS
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R SAR的空间分辨率的提升效率明显下降，然而其运算量与融合卫星数量成正比，使其在工程应用上很难实现。
[0004]综上，如何有效提高空间分辨率的提升效率，并降低运算量，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种GNSS
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R SAR双星融合成像方法及系统，从而有效提高空间分辨率的提升效率，并降低运算量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种GNSS
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R SAR双星融合成像方法，所述方法包括：
[0008]获取参数信息和GNSS
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R多星融合系统的广义模糊函数；所述参数信息包括接收机的位置信息、目标区域的位置信息和导航卫星星历数据；
[0009]根据所述广义模糊函数得到点扩散函数；
[0010]根据所述导航卫星星历数据和所述接收机的位置信息，得到可见导航卫星子集；所述可见导航卫星子集包括多个可见导航卫星；
[0011]根据所述目标区域的位置信息和所述可见导航卫星子集，得到成像导航卫星子集；所述成像导航卫星子集包括多个成像导航卫星；
[0012]根据所述点扩散函数和各所述成像导航卫星，得到各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积以及地面点目标分辨率椭圆长半轴方向；
[0013]根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积，得到参考卫星；
[0014]根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向，得到辅卫星；
[0015]根据所述参考卫星和所述辅卫星进行融合成像，得到最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像。
[0016]可选地，所述根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积，得到参考卫星，具体包括：
[0017]比较各所述地面点目标分辨率椭圆面积的大小，得到最小地面点目标分辨率椭圆面积；
[0018]将所述最小地面点目标分辨率椭圆面积对应的所述成像导航卫星作为参考卫星。
[0019]可选地，所述根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向，得到辅卫星，具体包括：
[0020]获取剩余成像导航卫星子集；所述剩余成像导航卫星子集包括所述成像导航卫星子集中所述参考卫星之外的所有成像导航卫星；
[0021]利用贪婪算法依次搜索所述参考卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向与所述剩余成像导航卫星子集中各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向之间的夹角；
[0022]将最接近90度的所述夹角对应的所述成像导航卫星作为辅卫星。
[0023]可选地，所述根据所述参考卫星和所述辅卫星进行融合成像，得到最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像，具体包括：
[0024]获取所述参考卫星的原始数据和所述辅卫星的原始数据；
[0025]分别对所述参考卫星的原始数据和所述辅卫星的原始数据进行SAR数据处理，得到所述参考卫星的处理数据和所述辅卫星的处理数据；
[0026]根据所述参考卫星的处理数据和所述辅卫星的处理数据，利用时域成像算法或者频域成像算法进行成像，得到成像结果；
[0027]对所述成像结果进行图像配准和幅度均衡，得到配准均衡后的成像结果；
[0028]对所述配准均衡后的成像结果采用非相干加法获得最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像。
[0029]本专利技术还提供了如下方案：
[0030]一种GNSS
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R SAR双星融合成像系统，所述系统包括：
[0031]参数信息和广义模糊函数获取模块，用于获取参数信息和GNSS
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R多星融合系统的广义模糊函数；所述参数信息包括接收机的位置信息、目标区域的位置信息和导航卫星星历数据；
[0032]点扩散函数得到模块，用于根据所述广义模糊函数得到点扩散函数；
[0033]可见导航卫星子集得到模块，用于根据所述导航卫星星历数据和所述接收机的位置信息，得到可见导航卫星子集；所述可见导航卫星子集包括多个可见导航卫星；
[0034]成像导航卫星子集得到模块，用于根据所述目标区域的位置信息和所述可见导航卫星子集，得到成像导航卫星子集；所述成像导航卫星子集包括多个成像导航卫星；
[0035]椭圆面积和椭圆长半轴方向得到模块，用于根据所述点扩散函数和各所述成像导航卫星，得到各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积以及地面点目标分辨率椭圆长半轴方向；
[0036]参考卫星得到模块，用于根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积，得到参考卫星；
[0037]辅卫星得到模块，用于根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向，得到辅卫星；
[0038]融合图像得到模块，用于根据所述参考卫星和所述辅卫星进行融合成像，得到最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GNSS
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R SAR双星融合成像方法，其特征在于，所述方法包括：获取参数信息和GNSS
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R多星融合系统的广义模糊函数；所述参数信息包括接收机的位置信息、目标区域的位置信息和导航卫星星历数据；根据所述广义模糊函数得到点扩散函数；根据所述导航卫星星历数据和所述接收机的位置信息，得到可见导航卫星子集；所述可见导航卫星子集包括多个可见导航卫星；根据所述目标区域的位置信息和所述可见导航卫星子集，得到成像导航卫星子集；所述成像导航卫星子集包括多个成像导航卫星；根据所述点扩散函数和各所述成像导航卫星，得到各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积以及地面点目标分辨率椭圆长半轴方向；根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积，得到参考卫星；根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向，得到辅卫星；根据所述参考卫星和所述辅卫星进行融合成像，得到最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像。2.根据权利要求1所述的GNSS
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R SAR双星融合成像方法，其特征在于，所述根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆面积，得到参考卫星，具体包括：比较各所述地面点目标分辨率椭圆面积的大小，得到最小地面点目标分辨率椭圆面积；将所述最小地面点目标分辨率椭圆面积对应的所述成像导航卫星作为参考卫星。3.根据权利要求1所述的GNSS
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R SAR双星融合成像方法，其特征在于，所述根据各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向，得到辅卫星，具体包括：获取剩余成像导航卫星子集；所述剩余成像导航卫星子集包括所述成像导航卫星子集中所述参考卫星之外的所有成像导航卫星；利用贪婪算法依次搜索所述参考卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向与所述剩余成像导航卫星子集中各所述成像导航卫星的地面点目标分辨率椭圆长半轴方向之间的夹角；将最接近90度的所述夹角对应的所述成像导航卫星作为辅卫星。4.根据权利要求1所述的GNSS
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R SAR双星融合成像方法，其特征在于，所述根据所述参考卫星和所述辅卫星进行融合成像，得到最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像，具体包括：获取所述参考卫星的原始数据和所述辅卫星的原始数据；分别对所述参考卫星的原始数据和所述辅卫星的原始数据进行SAR数据处理，得到所述参考卫星的处理数据和所述辅卫星的处理数据；根据所述参考卫星的处理数据和所述辅卫星的处理数据，利用时域成像算法或者频域成像算法进行成像，得到成像结果；对所述成像结果进行图像配准和幅度均衡，得到配准均衡后的成像结果；对所述配准均衡后的成像结果采用非相干加法获得最终的GNSS
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R SAR双卫星融合图像。5.一种GNSS
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R SAR双星融合成像系统，其特征在于，所述系统包括：参数信息和广义模糊函数获取模块，用于获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东凯，吴世玉，王峰，许志超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：