分布式GEOSAR三维形变反演多角度选取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法及装置，所述方法包括获取分布式GEO SAR系统对观测目标全部照射的空间范围内的速度、坐标、场景坐标，得到三维形变模型系数矩阵；通过各观测角度下的干涉图相位方差获得相位误差的协方差矩阵；根据所述三维形变模型系数矩阵和所述相位误差的协方差矩阵，计算所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数；基于所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数,进行最优组合选择。根据本发明专利技术的方案，可有效提高地表三维形变反演精度。效提高地表三维形变反演精度。效提高地表三维形变反演精度。

【技术实现步骤摘要】
分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法及装置


[0001]本专利技术涉及雷达领域，尤其涉及一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法及装置。

技术介绍

[0002]地球同步轨道合成孔径雷达(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar,GEO SAR)运行在约36000km轨道高度上，具有快速重访能力和连续覆盖性能。但是，对于中等倾角的星下点为“小8”轨迹的GEO SAR而言，其在实现形变反演应用中面临目标散射时间去相关、大气扰动去相关，且其东西方向角度差异小，三维形变反演性能较差。在单星GEO SAR基础上增加被动接收的从星构成的分布式GEO SAR，可克服上述不足，对观测地区实现厘米级至毫米级的应急响应三维形变测量，在防灾减灾和灾害监测方面具有重要意义。
[0003]然而，与单基地SAR不同，分布式GEO SAR在三维形变反演方面面临以下问题：(1)收发平台分置，单基地SAR的三维形变反演模型及精度分析方法失效；(2)系统观测角度多，无法选择最优的观测角度进行三维形变反演。因此，需建立分布式GEO SAR三维形变反演精度分析方法，并选择反演性能最佳的观测角度组合。但现有的形变反演方法并不能解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法及装置，所述方法及装置，用以解决现有技术中分布式GEO SAR在三维形变反演方面面临的技术问题。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]步骤S101：获取分布式GEO SAR系统对观测目标全部照射的空间范围内的速度、坐标、场景坐标；其中场景中心记为P0，根据场景中心P0计算正北、正东和垂直三个方向的单位矢量选取任意三个观测角度，获取各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置S
An
，计算轨道孔径中心时刻的双基地角β
n
和GEO卫星到目标斜距的单位矢量得到三维形变模型系数矩阵Θ，其中n＝1,2,3；
[0007]步骤S102：由干涉图的多视视数N和相关系数γ计算各观测角度下的干涉图相位方差，通过各观测角度下的干涉图相位方差获得相位误差的协方差矩阵C
Φ
；
[0008]步骤S103：根据所述三维形变模型系数矩阵Θ和所述相位误差的协方差矩阵C
Φ
，计算所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数；
[0009]步骤S104：基于所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数,进行最优组合选择：
[0010][0011]在所述分布式GEO SAR系统对所述观测目标的全部照射轨道范围S
a
上，获得最优的三个观测角度组合，其中，S
A1
,S
A2
,S
A3
分别为各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置，P0为观测场景中心，PDOP
d
(S
A1
,S
A2
,S
A3
,P0)为分布式SAR系统在S
A1
,S
A2
,S
A3
位置对P0进行三维形变反演的测量精度系数。
[0012]根据本专利技术第二方面，提供一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取装置，所述装置包括：
[0013]系数矩阵获取模块：配置为获取分布式GEO SAR系统对观测目标全部照射的空间范围内的速度、坐标、场景坐标；其中场景中心记为P0，根据场景中心P0计算正北、正东和垂直三个方向的单位矢量选取任意三个观测角度，获取各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置S
An
，计算轨道孔径中心时刻的双基地角β
n
和GEO卫星到目标斜距的单位矢量得到三维形变模型系数矩阵Θ，其中n＝1,2,3；
[0014]协方差矩阵获取模块：配置为由干涉图的多视视数N和相关系数γ计算各观测角度下的干涉图相位方差，通过各观测角度下的干涉图相位方差获得相位误差的协方差矩阵C
Φ
；
[0015]精度系数计算模块：配置为根据所述三维形变模型系数矩阵Θ和所述相位误差的协方差矩阵C
Φ
，计算所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数；
[0016]确定观测角度模块：配置为基于所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数,进行最优组合选择：
[0017][0018]在所述分布式GEO SAR系统对所述观测目标的全部照射轨道范围S
a
上，获得最优的三个观测角度组合，其中，S
A1
,S
A2
,S
A3
分别为各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置，P0为观测场景中心，PDOP
d
(S
A1
,S
A2
,S
A3
,P0)为分布式SAR系统在S
A1
,S
A2
,S
A3
位置对P0进行三维形变反演的测量精度系数。
[0019]根据本专利技术第三方面，提供一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取系统，包括：
[0020]处理器，用于执行多条指令；
[0021]存储器，用于存储多条指令；
[0022]其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如前所述的分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法。
[0023]根据本专利技术第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有多
条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如前所述的分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法。
[0024]根据本专利技术的上述方案，本专利技术的方法，建立了分布式GEO SAR三维形变反演模型及其精度分析方法；提供了如何选择最优的观测角度进行三维形变反演的方法和在观测角度选取的过程中的三维形变反演精度评估的准则，实现对三维形变反演精度综合直观的评估。通过选择最优的角度组合进行形变反演，可有效提高地表三维形变反演精度。
[0025]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术提供如下附图进行说明。在附图中：
[0027]图1为本专利技术一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S101：获取分布式GEO SAR系统对观测目标全部照射的空间范围内的速度、坐标、场景坐标；其中场景中心记为P0，根据场景中心P0计算正北、正东和垂直三个方向的单位矢量选取任意三个观测角度，获取各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置S
An
，计算轨道孔径中心时刻的双基地角β
n
和GEO卫星到目标斜距的单位矢量得到三维形变模型系数矩阵Θ，其中n＝1,2,3；步骤S102：由干涉图的多视视数N和相关系数γ计算各观测角度下的干涉图相位方差，通过各观测角度下的干涉图相位方差获得相位误差的协方差矩阵C
Φ
；步骤S103：根据所述三维形变模型系数矩阵Θ和所述相位误差的协方差矩阵C
Φ
，计算所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数；步骤S104：基于所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数,进行最优组合选择：在所述分布式GEO SAR系统对所述观测目标的全部照射轨道范围S
a
上，获得最优的三个观测角度组合，其中，S
A1
,S
A2
,S
A3
分别为各观测角度对应的轨道孔径中心时刻的差分干涉测量的等效孔径中心位置，P0为观测场景中心，PDOP
d
(S
A1
,S
A2
,S
A3
,P0)为分布式SAR系统在S
A1
,S
A2
,S
A3
位置对P0进行三维形变反演的测量精度系数。2.如权利要求1所述的分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法，其特征在于，所述三维形变模型系数矩阵Θ，计算方式为：其中λ为雷达波长，<
·
,
·
>表示向量内积。3.如权利要求2所述的分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法，其特征在于，所述步骤S102，所述相位误差的协方差矩阵C
Φ
表示为
其中，各观测角度下的干涉图相位方差由对应干涉图的多视视数N和相关系数γ计算,4.如权利要求3所述的分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取方法，其特征在于，所述步骤S103计算所述分布式GEO SAR系统对观测目标在全部照射时间段内的测量精度系数最小定位精度系数PDOP
d
的方式：在区分各个观测角度下生成干涉图的相位误差大小时，在不区分各个观测角度下生成干涉图的相位误差大小时，其中，tr(
·
)为矩阵的迹。5.一种分布式GEO SAR三维形变反演多角度选取装置，其特征在于，所述装置包括：系数矩阵获取模块：配置为获取分布式GEO SAR系统对观测目标全部照射的空间范围内的速度、坐标、场景坐标；其中场景中心记为P0，根据场景中心P0计算正北、正东和垂直三个方向的单位...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡程，谢煜辉，董锡超，陈志扬，李元昊，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心北京理工大学前沿技术研究院，
类型：发明
国别省市：