基于优化的Chebyshev轨道模型的SAR影像正射纠正方法研究

论文摘要

合成孔径雷达（SAR）从刚出现到现在突飞猛进的发展,从开始的真实孔径雷达（RAR）的低分辨率发展到现合成孔径雷达的高分辨率,由原来的单极化、单波段、单模式成像发展到现在的多极化、多波段、多模式成像。SAR具有不受天气、时间条件限制的优势,能够全天时、全天候、大范围对环境和自然灾害进行监测,已被广泛地用于国土资源调查、地表形变监测等各领域。SAR采用侧视的方式进行成像,并且采用斜距投影,且成像过程受地面高程起伏的影响,因此会造成原始SAR影像产生几何畸变或形变,主要包括影像的近距离压缩、透视收缩、叠掩、阴影等几何特征。这些几何特征与人眼所观察到的真实地物存在差异,将给图像解译带来不便,因此需要消除这些几何形变,正射纠正处理正是为消除这一几何形变的技术手段。正射纠正是遥感影像预处理最为关键的步骤之一,更是制作正射影像地图不可或缺的关键技术。本文主要研究了星载SAR遥感影像的严格几何成像原理（距离多普勒模型）,对SAR严格几何成像原理进行深入研究,研究基于该模型的正射纠正处理,主要研究内容和成果如下:首先深入地阐述了星载SAR的成像原理,进而深入研究了SAR影像的严格几何成像模型和正射纠正原理,分析了产生SAR影像几何畸变的原因,包括卫星轨道位置误差、地面高差等因素。然后,针对在基于距离多普勒模型的正射纠正数学模型中卫星轨道位置不准确性的问题,提出了利用切比雪夫多项式（Chebyshev）描述卫星轨道,紧接着提出了利用优化的Chebyshev卫星轨道进行SAR影像正射纠正的方法。该方法基本原理是利用少量高精度地面控制点和以距离多普勒模型作为约束方程,对Chebyshev多项式所拟合的卫星轨道模型进行优化或修正,并将修正后的卫星轨道模型参与到正射纠正过程,以提高纠正后影像的定位准确性。最后,针对本文提出的正射纠正方法,采用了加拿大RADARSAT-2 SAR影像进行试验论证,采用高分辨率的谷歌地球专业版提供的影像作为基准影像,从定量的角度对卫星轨道模型参数优化前后的正射纠正方法所得的纠正影像进行了精度评定。试验结果表明,基于优化的Chebyshev轨道的SAR影像正射纠正方法正射纠正定位精度约40米,证明了本文的方法在影像正射纠正中的准确性和有效性。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贺朝双

导师: 周国清

关键词: 影像,正射纠正,距离多普勒,切比雪夫多项式

来源: 桂林理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 桂林理工大学

分类号: P237

DOI: 10.27050/d.cnki.gglgc.2019.000208

总页数: 65

文件大小: 3908K

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标签：影像论文;  正射纠正论文;  距离多普勒论文;  切比雪夫多项式论文;