1.一種多場景干涉SAR圖像的三維定位方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1:確定參與聯(lián)合定標(biāo)的干涉SAR場景的總數(shù)目I,確定每個場景中GCP點(diǎn)的數(shù)目Mi,i=1,2…I,確定所有GCP點(diǎn)的三維地理位置信息和其在SAR圖像中的行列位置信息;
步驟2:在所有參與聯(lián)合定標(biāo)的干涉SAR場景中,確定在位置上互相鄰接并部分重合的場景組數(shù)J;確定第j組互相鄰接并部分重合的場景所包含的兩個場景的編號aj、bj,其中aj、bj∈{1,2…I}且aj≠bj,j=1,2…J;在各組場景中選取TP點(diǎn),確定第j組場景中的TP點(diǎn)數(shù)目Nj,確定所有TP點(diǎn)在SAR圖像中的行列位置;
步驟3:確定第i個干涉SAR場景的三維位置東向xi、北向yi和高程hi反演的幾何表達(dá)式
其中i=1,2…I,自變量ui,1,ui,2,…ui,k…,ui,K為待標(biāo)定參數(shù)組,ui,k表示第i個干涉SAR場景中的第k個待定標(biāo)參數(shù)ui,k,k=1,2…K,K為待標(biāo)定參數(shù)總個數(shù);
步驟4:構(gòu)建多場景參數(shù)矩陣U,矩陣U的維度為I·K行1列,其構(gòu)成為U=[U1 U2 …Ui … UI]T,其中,Ui=[ui,1 ui,2 … ui,k …ui,K]T;
步驟5:構(gòu)建關(guān)于GCP點(diǎn)的多場景聯(lián)合敏感度矩陣G,矩陣G的維度為行I·K列,其構(gòu)成為G=diag(G1,G2,…GI),其中表示第i個SAR場景中所有GCP點(diǎn)處三維位置關(guān)于待定標(biāo)參數(shù)的敏感度,的矩陣結(jié)構(gòu)如下:
其中a=x,y,h;
步驟6:構(gòu)建關(guān)于TP點(diǎn)的多場景聯(lián)合敏感度矩陣T:
其中,矩陣T的維度為行I·K列,和分別表示第aj和bj個SAR場景中所有TP點(diǎn)處三維位置關(guān)于待定標(biāo)參數(shù)的敏感度,aj和bj表征位置上相互鄰接并且共同擁有TP點(diǎn)的第j組的兩個場景的編號,同一編號的或位于同一列;共同擁有TP點(diǎn)的第j組的兩個場景在同一行;
步驟7:構(gòu)建多場景參數(shù)誤差矩陣ΔU:矩陣ΔU的維度為I·K行1列,其構(gòu)成為ΔU=[ΔU1 ΔU2 …ΔUi … ΔUI]T,其中,ΔUi=[Δui,1 Δui,2 … Δui,k …Δui,K]T,ΔU為待求解參量,表征待定標(biāo)參數(shù)修正量矩陣;
步驟8:構(gòu)建多場景位置誤差矩陣ΔP:矩陣ΔP的維度為行1列,其構(gòu)成為ΔP=[ΔPG,1 ΔPG,2 …ΔPG,i …ΔPG,I;ΔPT,1 ΔPT,2 …ΔPT,j …ΔPT,J]T,其中ΔPG,i=[ΔxG,i ΔyG,i ΔhG,i]T,列向量ΔxG,i ΔyG,i ΔhG,i分別表示第i個SAR場景中所有GCP點(diǎn)處三維位置誤差,即在當(dāng)前的參數(shù)數(shù)值下計(jì)算出的各GCP點(diǎn)三維位置數(shù)值減去其真實(shí)三維地理位置數(shù)值所得差值;ΔPT,j=[ΔxT,j ΔyT,j ΔhT,j]T,列向量ΔxT,j ΔyT,j ΔhT,j分別表示第j組SAR場景中所有TP點(diǎn)處三維位置誤差即同一地物點(diǎn)在2個場景中的三維位置坐標(biāo)差值,即在當(dāng)前的參數(shù)數(shù)值下計(jì)算出的TP點(diǎn)在第aj個場景中的三維位置數(shù)值減去該點(diǎn)在第bj個場景中的三維位置數(shù)值所得差值;
步驟9:構(gòu)建多場景聯(lián)合敏感度方程:
并求解此方程獲得參數(shù)修正量矩陣ΔU,計(jì)算公式為其中[·]+表示矩陣[·]的Moor-Penrose逆;
步驟10:更新矩陣G、T、ΔP:利用步驟9求解出的參數(shù)修正量矩陣ΔU,U與ΔU相加,獲得更新后的待定標(biāo)參數(shù)矩陣U,依據(jù)更新后的U更新矩陣G、矩陣T,然后按照步驟3中的干涉SAR場景的三維位置反演幾何表達(dá)式計(jì)算各GCP、TP點(diǎn)處的三維位置,并通過比較GCP點(diǎn)的真實(shí)三維、TP點(diǎn)在一組場景中的三維位置差異,獲得更新后的位置誤差矩陣ΔP;
步驟11:判斷位置誤差矩陣ΔP是否滿足精度要求或滿足收斂條件,若滿足精度要求或已收斂,則將步驟10計(jì)算出的各GCP、TP點(diǎn)處的三維位置作為各干涉SAR場景中各像元處的三維位置,完成多場景干涉SAR圖像的三維幾何定位,否則,轉(zhuǎn)步驟9,利用更新后的G、T、ΔP求解步驟9中的方程(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多場景干涉SAR圖像的三維定位方法,其特征在于,所述步驟3中的待定標(biāo)參數(shù)包括交軌基線長度、順軌基線長度、基線傾角、干涉相位偏置、回波延時、天線相位中心初始位置和多普勒中心頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多場景干涉SAR圖像的三維定位方法,其特征在于,所述步驟10中的收斂條件為最近2次迭代獲得的ΔP值的差異小于系統(tǒng)要求的三維位置精度的取值。