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基于POS数据的机载SAR数据几何处理方法研究

2020-12-13阅读(929)

基于POS数据的机载SAR数据几何处理方法研究

论文摘要

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）是一种主动式传感器,其使用的微波可以穿透云雾,因而可以在光学传感器无法获取合格影像的地区完成对地面的数据获取任务。但由于SAR属于侧视成像,使近距端和远距端产生几何畸变,并且由地形起伏引起的叠掩、透视收缩等几何变形较大,在高山地区表现得尤为突出,从而阻碍了从SAR影像中提取信息和对SAR影像的充分利用。所以本文对SAR几何处理方法的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文以“国家西部1∶50000地形图空白区测图工程”为研究背景,针对机载SAR影像的固有特征和横断山脉等复杂地形区域获取地面控制点困难等问题,提出了一套在稀少控制条件下,基于POS数据和PPP处理方法的机载SAR影像正射校正和地理编码的方法,其主要内容如下:（1）介绍INS/GPS组合导航系统的发展概况、工作原理和在辅助航空摄影测量中的应用,并重点介绍了组合导航系统的PPP（Precise point positioning）和DGPS（different GPS）处理方法及各自的优点,比较二者的精度情况,分析PPP处理方式的精度能否满足机载SAR几何校正的精度要求从而提出基于POS数据和PPP处理方法的机载SAR数据几何处理方法。（2）分析原有SAR图像间接定位方法的基础上,结合机载SAR系统自身航迹的特点和误差规律,提出了基于系统误差改正的间接定位方法,将机载SAR的系统误差改正数加入到间接定位模型中,消除系统误差对间接定位的影响,从而提高间接定位的精度;针对机载SAR系统误差对主动定位精度的影响较大,本文将斜距测量误差改正和时间延迟改正加入到主动定位方法中,以提高定位精度。并通过大量的实验验证了以上方法的可行性。（3）考虑到机载SAR影像带宽小,几何校正控制点需求量大的情况,为了减少工作量、提高生产效率,本文在分析采用不同数量控制点进行几何校正能否满足1:50000的地形图精度要求的基础上,找到了一种最佳的几何校正方案即基于两到三个控制点的定位方法,从而达到基于稀少控制的SAR影像几何校正的目的。（4）为了满足国家西部测图工程中机载SAR影像DOM和DEM制作需要,本文利用以上提到的基于稀少控制的主动定位和间接定位方法,进行了机载SAR影像的正射校正和地理编码实验,验证了该方法在DOM和DEM制作中是可行的。另外,本文以VC++ 6.0为开发平台,在“ImageInfo-雷达测图工作站”的基础上研发了相应的软件模块,从而为顺利完成西部测图任务提供了技术和软件支持。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 论文研究的背景和意义
  • 1.2 合成孔径雷达的发展概况
  • 1.3 SAR 影像几何校正的国内外的研究现状
  • 1.3.1 国外研究现状
  • 1.3.2 国内研究现状
  • 1.4 存在的问题
  • 1.5 论文选题的来源
  • 1.6 论文的研究目的、主要内容及章节安排
  • 1.6.1 论文的研究目的
  • 1.6.2 主要内容及章节安排
  • 2 POS/PPP 技术的精度分析以及在几何校正中的应用
  • 2.1 导航系统介绍
  • 2.2 组合导航系统辅助航空摄影的发展概况
  • 2.3 POS 系统辅助航空摄影测量的技术原理
  • 2.3.1 POS 系统够成
  • 2.3.2 POS 系统处理方式
  • 2.3.3 POS 输出数据格式和相关术语
  • 2.3.4 POS 系统的测量原理
  • 2.3.5 GPS/INS 组合导航系统的优点
  • 2.4 PPP 技术在SAR 几何校正中的应用和优越性
  • 2.5 SAR 影像定位技术
  • 2.5.1 SAR 影像几何特征
  • 2.5.2 坐标系统
  • 2.5.3 SAR 影像常用的定位模型
  • 2.6 本章小结
  • 3 基于POS/PPP 技术的SAR 影像定位方法
  • 3.1 影响SAR 定位精度的因素
  • 3.1.1 载机的运动误差对定位精度的影响
  • 3.1.2 SAR 系统误差对定位精度的影响
  • 3.2 基于系统误差改正的主动定位方法步骤
  • 3.2.1 系统误差改正数的计算
  • 3.2.2 主动定位方法
  • 3.3 基于系统误差改正的间接定位技术方法步骤
  • 3.3.1 间接定位过程
  • 3.3.2 间接定位误差消除方法
  • 3.4 DEM 地理编码
  • 3.4.1 基于控制点优化模型参数的主动定位法
  • 3.4.2 间接法
  • 3.5 本章小节
  • 4 实验及结果分析
  • 4.1 多波段多极化测图系统介绍
  • 4.1.1 仪器设备
  • 4.1.2 系统工作原理
  • 4.2 测区介绍
  • 4.3 功能模块与系统集成
  • 4.4 实验部分
  • 4.4.1 PPP 与DGPS 精度比较
  • 4.4.2 间接定位实验
  • 4.4.3 主动定位实验
  • 4.4.4 P 波段纠正实验
  • 4.5 本章小节
  • 结论
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集

    • 相关论文文献

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