【技术实现步骤摘要】
本申请涉及sar图像定位，特别是涉及一种高空机载sar图像定位方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
1、合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)是实现对地观测的重要手段之一，被广泛用于监测火山喷发，海冰,地震和洪水等自然灾害。sar作为一种主动成像系统，可以在各种天气条件下快速观测大范围的目标区域，获取高质量的地表遥感图像。与星载sar相比，机载sar具有成本低、覆盖范围灵活和空间分辨率高的优势。通过提高sar图像的地理定位精度，可以更准确地监测和预测地球表面的变化，从而更好地应对自然灾害和环境变化。
2、sar图像地理定位是基于sar成像几何关系，建立sar图像像元与目标真实地理位置之间数学关系的过程。然而，sar图像的地理定位精度受到多种因素的影响，其中之一就是对流层延迟。对流层延迟是信号受到大气折射影响，在对流层中的传播速度降低而产生的。尽管对流层延迟对星载sar图像的地理定位精度的影响已经有了较为全面的认识，但在机载sar图像如何准确地补偿这种延迟，以减小定位误差，仍然是一个尚未被充分解决的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够针对对流层延迟进行补偿的高空机载sar图像定位方法、装置、设备和存储介质。
2、一种高空机载sar图像定位方法，所述方法包括：
3、获取sar目标图像以及机载sar当前参数，基于所述sar目标图像得到目标参数，所述机载sar当前参数包括机载sar的成
4、根据所述机载sar的位置和成像参数，基于对流层延迟模型进行计算，得到对流层延迟量，其中，所述对流层延迟模型基于大气模型，对雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率分层积分得到所述对流层延迟量；
5、基于所述对流层延迟量，构建对对流层延迟进行补偿的优化rd定位模型，并根据所述目标参数以及所述机载sar当前参数对所述优化rd定位模型进行求解，得到所述目标的实际位置，以实现sar图像定位。
6、在其中一实施例中，所述对流层延迟模型基于大气模型对所述雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率分层积分得到所述对流层延迟量包括：
7、根据所述机载sar的工作高度，以及与所述目标之间的相对距离进行计算，得到所述雷达信号在对流层中的传播路径；
8、根据大气模型计算对流层中的大气折射率；
9、对所述雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率进行分层积分，得到所述对流层延迟量。
10、在其中一实施例中，所述对流层延迟模型表示为：
11、
12、在上式中，δtc表示所述对流层延迟量，ha表示所述目标的海拔高度，ht表示所述机载sar的海拔高度，r(i,j)表示所述sar目标图像中像素位置(i,j)处的目标和机载sar之间的斜距，n表示所述折射率。
13、在其中一实施例中，所述优化rd定位模型表示为：
14、
15、在上式中，r(i,j)tc表示经过对对流层延迟补偿后的机载sar和目标之间的斜距距离，ηc表示所述目标所对应的方位向时刻，表示所述目标位置，表示机载sar当前位置，表示所述机载sar的瞬时速度，表示所述目标的瞬时运动速度，λ表示雷达波长，fd表示目标回波数据的多普勒中心频率，ht表示所述目标的高程，re、rp分别表示地球椭球的长轴长度以及短轴长度，(xt,yt,zt)表示所述目标在地心地固坐标系中的实际位置坐标。
16、在其中一实施例中，所述优化rd定位模型中r(i,j)tc采用以下公式计算得到：
17、r(i,j)tc＝rnear+i·c/(2fs)-δs-△tc
18、在上式中，i表示所述sar目标图像中目标距离向像素号,c表示真空光速，fs表示距离向采样频率,rnear表示所述sar目标图像的最近斜距，δs表示所述机载sar的设备时间延迟，δtc表示所述对流层延迟量。
19、在其中一实施例中，在对所述优化rd定位模型进行求解之前，对所述优化rd定位模型中的所述目标参数、机载sar的速度参数以及位置参数进行坐标转换，均转换至同一坐标系中。
20、在其中一实施例中，对所述优化rd定位模型进行求解时，利用dem数据实现所述目标实际位置和目标高程的双重迭代求解；
21、在每一次迭代计算中，先利用l-m算法对所述优化rd定位模型进行求解，得到目标位置局部最优解，根据所述目标位置局部最优解在所述dem数据中得到与该局部最优解最接近的实际高程数据，将该实际高程数据代入至所述优化rd定位模型中进行一下迭代计算；
22、直至当前迭代计算得到的实际高程数据与上一些迭代计算得到实际高程数据之间差值收敛，则当前得到目标位置局部最优解为全局最优解，即所述目标的实际位置。
23、本申请还提供了一种高空机载sar图像定位装置，所述装置包括：
24、参数获取模块，用于获取sar目标图像以及机载sar当前参数，基于所述sar目标图像得到目标参数，所述机载sar当前参数包括机载sar的速度参数以及位置参数；
25、对流层延迟量计算模块，用于根据所述机载sar的成像参数和位置参数，基于对流层延迟模型进行计算，得到对流层延迟量，其中，所述对流层延迟模型基于大气模型，对雷达信号在对流层中的传播路径上的气折射率分层积分得到所述对流层延迟量；
26、sar图像定位模块，用于基于所述对流层延迟量，构建对对流层延迟进行补偿的优化rd定位模型，并根据所述目标参数以及所述机载sar当前参数对所述优化rd定位模型进行求解，得到所述目标的实际位置，以实现sar图像定位。
27、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
28、获取sar目标图像以及机载sar当前参数，基于所述sar目标图像得到目标参数，所述机载sar当前参数包括机载sar的成像参数、速度参数以及位置参数；
29、根据所述机载sar的位置和成像参数基于对流层延迟模型进行计算，得到对流层延迟量，其中，所述对流层延迟模型基于大气模型，对雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率分层积分得到所述对流层延迟量；
30、基于所述对流层延迟量，构建对对流层延迟进行补偿的优化rd定位模型，并根据所述目标参数以及所述机载sar当前参数对所述优化rd定位模型进行求解，得到所述目标的实际位置，以实现sar图像定位。
31、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
32、获取sar目标图像以及机载sar当前参数，基于所述sar目标图像得到目标参数，所述机载sar当前参数包括机载sar的成像参数、速度参数以及位置参数；
33、根据所述机载sar的位置和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，所述对流层延迟模型基于大气模型对所述雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率分层积分得到所述对流层延迟量包括：
3.根据权利要求2所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，所述对流层延迟模型表示为：
4.根据权利要求1所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，所述优化RD定位模型表示为：
5.根据权利要求4所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，所述优化RD定位模型中R(i,j)TC采用以下公式计算得到：
6.根据权利要求5所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，在对所述优化RD定位模型进行求解之前，对所述优化RD定位模型中的所述目标参数、机载SAR的速度参数以及位置参数进行坐标转换，均转换至同一坐标系中。
7.根据权利要求6所述的高空机载SAR图像定位方法，其特征在于，对所述优化RD定位模型进行求解时，利用DEM数据实现所述目标实际位置和目标高程的双重迭代求解
8.一种高空机载SAR图像定位装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种高空机载sar图像定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高空机载sar图像定位方法，其特征在于，所述对流层延迟模型基于大气模型对所述雷达信号在对流层中的传播路径上的大气折射率分层积分得到所述对流层延迟量包括：
3.根据权利要求2所述的高空机载sar图像定位方法，其特征在于，所述对流层延迟模型表示为：
4.根据权利要求1所述的高空机载sar图像定位方法，其特征在于，所述优化rd定位模型表示为：
5.根据权利要求4所述的高空机载sar图像定位方法，其特征在于，所述优化rd定位模型中r(i,j)tc采用以下公式计算得到：
6.根据权利要求5所述的高空机载sar图像定位方法，其特征在于，在对所述优化rd...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷琳，向姚冰，计科峰，匡纲要，孙玉立，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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