星载合成孔径雷达图像目标定位的研究与实践

摘要

星载合成孔径雷达定位指的是：确定星载合成孔径雷达图像中指定目标在指定坐标系下的坐标。众所周知，无论是军用还是民用，为了在遥感应用的各个领域有效地利用星载合成孔径雷达图像，需要对图像像元进行精确的地理定位；在图像的后处理过程中，为了保证图像的几何校正的精度，以及从遥感影像中提取有效的制图信息，均需要对其进行精确的地理定位。 本文首先介绍了合成孔径雷达的基本原理，详细推导了距离一多普勒模型的数学表达式，在分析了距离-多普勒模型在图像定位中作用的基础上，系统地给出了基于星载合成孔径雷达头文件中辅助数据直接定位的原理与方法，并通过实际ERS-1图像产品进行定位的试验，具体研究实现该定位方法的细节，详细阐述了该算法中所有参数的获取方法，给出了具体的计算过程，试验结果表明该算法本身有着较高的精度。 最后，分析得出本文定位模型的定位精度主要取决于地球模型的有效性、斜距和多普勒参数测量的准确性以及卫星星历数据的精确度等。 指出如果能改进雷达的几何关系，增加地球模型描述的有效性，并且改进星上处理器对星历数的调整精度，则将会进一步提高绝对定位的精度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1合成孔径雷达简介

1.2合成孔径雷达发展概况

1.3距离-多普勒定位模型原理及优点

1.3.1距离-多普勒定位原理

1.3.2距离-多普勒定位模型的优点

1.4距离-多普勒定位模型研究现状

1.4.1国外研究现状

1.4.2国内研究现状

1.5论文的选题意义和主要内容

1.5.1论文的选题意义

1.5.2论文的主要内容

第二章合成孔径雷达基本原理

2.1合成孔径雷达基本原理

2.2合成孔径雷达图像特点及数据格式

2.2.1合成孔径雷达图像特点

2.2.2 SLC数据

2.2.3 CEOS数据格式

2.2.4 ERS-1数据产品

2.3与合成孔径雷达地理定位相关的成像参数

第三章距离-多普勒定位方法的理论基础及参数获取

3.1距离-多普勒定位模型的理论基础

3.2距离-多普勒模型所需参数及获取方法

3.2.1斜距参数Rij的求解

3.2.2多普勒参数的求解

3.2.3成像坐标(i，j)所对应的时间的求解

3.2.4格林威治时角的求解方法

3.2.5卫星的状态矢量的求解

3.3 距离-多普勒定位所需坐标系

第四章卫星的状态矢量的求解

4.1简化的轨道根数描述法

4.1.1卫星轨道参数的确定

4.1.2卫星的轨道方程拟合算例

4.2多项式轨道描述法

第五章星载合成孔径雷达距离-多普勒定位方法

5.1距离-多普勒定位方法原理

5.2定位算法

5.2.1直接坐标变换定位法

5.2.2相对位置定位法

第六章 距离-多普勒定位模型的误差源分析

6.1理论误差分析

6.1.1目标的绝对定位误差

6.1.2目标相对于星下点的方位角的误差

6.2像元定位误差源分析

6.2.1地球模型的准确度误差

6.2.2与星历数据有关的定位误差

6.2.3与斜距有关的定位误差

6.2.4与多普勒中心频率有关的定位误差

6.3像元定位精度评定的实验

6.3.1定位实验的步骤如下

6.3.2定位算法验证实验结果

第七章结论和展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢