【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星载sar实时处理，具体涉及一种星载sar实时处理快速几何定位方法。
技术介绍
1、sar（synthetic aperture radar，合成孔径雷达）是一种主动式遥感载荷，相比可见光、激光等穿透云雾能力更强，具有全天时、全天候的性能优势。星载sar是天基侦察体系的核心手段，已被世界各国竞相布局。星载sar获取原始数据后下传到地面接收站，地面完成数据处理后获得目标信息，整个流程耗时小时级，难以满足灾害救援、目标监视等场景的应用需求。近年来随着数字处理芯片性能的大幅提升，星载sar实时处理系统有能力在轨实现sar成像、目标检测与识别、目标特征提取等处理流程，逐渐成为星载sar载荷的标配产品。星载sar实时处理系统在轨处理数据与分发信息，极大提升了信息获取时效性。
2、sar图像像素点的几何定位是星载sar实时处理流程中的关键环节，当前普遍采用r-d（range-doppler，距离-多普勒）模型进行实现，示意图如图4所示。其中：飞行轨迹代表雷达移动的轨迹，星下点代表雷达与地球球心的连线和地球表面的交点，星下点轨迹代表星下点移动的轨迹，等距离线代表地球表面与雷达距离相等的点的集合，等多普勒线代表地球表面与雷达多普勒相等的点的集合。r-d模型对待定位像素点的空间坐标构建非线性方程组，分别为距离方程、多普勒方程和地球椭球方程。该方程组不具备解析解，因此普遍采用迭代法进行求解，其效率取决于迭代初始值的设置。初始值距离真实值越远，迭代次数越多。
3、星载sar实时处理通常需要对sar图像多个像素点分
4、随着sar图像幅宽不断增大，对场景边缘点定位求解时迭代次数将高达数十次。迭代流程决定了硬件平台只能串行处理而无法并行加速，单像素点求解处理延迟将达到毫秒级别。如果待定位像素点数较多，总延迟将达秒级，无法接受。星载sar实时处理快速几何定位的关键在于避免迭代，设计处理流程更为简单、适于硬件加速的定位方法。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种星载sar实时处理快速几何定位方法，首先求解场景中心点空间坐标，然后构建星载sar成像坐标系与成像几何，通过计算待定位像素点与场景中心点的三轴坐标偏差，最后精确求解该像素点空间坐标。本专利技术在星载sar 100km幅宽下，计算的图像边缘像素点坐标相较经典r-d模型计算结果，误差优于1m，同时无需迭代处理，更加适于硬件平台快速实现。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种星载sar实时处理快速几何定位方法，包括如下步骤：
4、步骤1、进行回波数据的参数计算，拟合得到各帧回波数据对应的地心地固坐标系下的雷达位置序列和雷达速度序列，获得方位中心时刻对应的地心地固坐标系下的雷达位置与雷达速度；回波数据的参数包括雷达位置和雷达速度；
5、步骤2、根据步骤1得到的方位中心时刻对应的地心地固坐标系下的雷达位置与雷达速度，对场景中心点定位，获得场景中心点坐标；
6、步骤3、根据步骤1得到的各帧回波数据对应的地心地固坐标系下的雷达位置序列和步骤2中的场景中心点坐标，获得东北天坐标系下的雷达位置序列，构建基于东北天坐标系的成像坐标系；
7、步骤4：根据步骤3得到的东北天坐标系下的雷达位置序列和构建的基于东北天坐标系的成像坐标系，构建成像几何；
8、步骤5：对于sar图像的任意像素点，根据步骤4中的成像几何计算与场景中心点的三轴坐标偏差，得到成像坐标系下的粗坐标，然后计算成像坐标系下的精确坐标，最终得到经纬高坐标系下的精确坐标。
9、有益效果：
10、星载sar实时处理具有对图像多个像素点进行几何定位的需求。现有方法逐点进行r-d方程迭代求解，图像边缘像素点迭代次数多，硬件顺序执行导致总处理延迟大，无法满足实时处理低延迟的需求。本专利技术求取像素点坐标时，根据构建的成像坐标系与成像几何确定该点与场景中心点的三轴偏差，仅通过简易的数学运算即可精确实现坐标求取。本专利技术只对场景中心点使用了迭代处理，求解其余像素点时仅为常规乘加运算，fpga等硬件平台可消耗少量硬件资源实现并行处理。相比现有逐点迭代处理方法，本专利技术可在更少的时钟周期得到结果，处理延迟显著降低，更好的满足星上处理低处理延迟需求。
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1.一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求3所述的一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求4所述的一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤4包括：
6.根据权利要求5所述的一种星载SAR实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤5包括：
【技术特征摘要】
1.一种星载sar实时处理快速几何定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种星载sar实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的一种星载sar实时处理快速几何定位方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4....
【专利技术属性】
技术研发人员：艾占杨，张衡，杜江，王岩，王烽宇，左臣瑞，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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