一种正前视双基地sar图像定位误差获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达技术领域，具体的说，是一种正前视双基地SAR图像定位误差获 取方法。
【背景技术】
[0002] 合成孔径雷达具有目标定位能力。在军事应用中，机载SAR的几何定位技术在军 事目标侦察、沿海岸军事部署、导弹末制导等方面起着至关重要的作用；在民用中如地图测 绘、海上钻井定位、地质勘探、洪涝自然灾害评估等方面，目标定位也是其中的关键环节。在 实际过程中，发射和接收平台运动误差对正前视双基地SAR图像的几何定位具有重要的影 响。准确的运动误差定位分析和计算能够有效为双基地SAR系统设计提供定量的平台参数 约束，具有重要的工程参考价值。在机载双基地SAR系统中，由于收发平台分置，运动误差 来源增多，平台的运动误差对图像定位误差的影响变得更加复杂，因此产生了针对顺飞模 式下的正前视双基地SAR图像进行定位误差分析的方法。
[0003] 常规的定位误差分析方法一般分为两步，首先讨论平台位置误差和速度误差对多 普勒参数的影响，其次根据多普勒参数讨论图像几何误差。然而对于正前视双基地SAR系 统而言，收发平台的分置使得系统误差来源增多，如果此时仍然采用常规定位误差分析分 析，将使得分析过程变得十分复杂。因此需要一种简洁高效的图像定位误差分析方法来准 确的反映平台位置误差和速度误差对SAR图像几何定位的影响。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决多平台运动误差对图像定位误差获取的困难，在给定零 时刻收发平台的初始位置、速度以及运动误差的条件下，直接从等距离等多普勒原理出发， 利用牛顿迭代法，得到几何校正后SAR图像的实际位置，进而得到几何校正后SAR图像的几 何定位误差，从而实现新的一种正前视双基地SAR图像定位误差获取方法。
[0005] 本发明的一种正前视双基地SAR图像定位误差获取方法，具体为：
[0006] 步骤一、根据双基地SAR的平台和目标速度、位置关系建立顺飞模式正前视双基 地SAR模型下的直角坐标系，得到起始零时刻收、发平台的位置坐标和速度矢量；
[0007] 步骤二、给定收发平台位置误差和速度误差，得到存在误差后的平台位置坐标和 速度矢量；
[0008] 步骤三、依据SAR成像过程中的等距离和等多普勒原理，建立距离多普勒方程组， 然后利用牛顿迭代法获得各目标点的实际位置，进而获得目标的定位误差；
[0009] 本发明的优点在于：
[0010] (1)本发明提供的方法在处理过程中，没有采取近似操作，得到的定位误差结果更 为准确；
[0011] ⑵本发明提供的方法可以有效的分别分析双基地SAR的发射平台和接收平台的 运动误差对图像定位误差的影响。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明顺飞模式正前视双基地SAR几何关系示意图；
[0013] 图2为本发明顺飞模式正前视双基地SAR定位误差分析几何模型；
[0014] 图3为本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0016] 本发明是一种正前视双基地SAR图像定位误差获取方法，如图3所示，具体包括：
[0017] 步骤一、根据双基地SAR的平台和目标速度、位置关系建立顺飞模式正前视双基 地SAR模型下的直角坐标系，得到起始零时刻收、发平台的位置坐标和速度矢量。
[0018] (a)根据双基地SAR的平台和目标速度、位置关系建立顺飞模式正前视双基地SAR 模型下的直角坐标系；
[0019] 在顺飞模式正前视的空间模型中以目标所在的平面为XOY平面，发射机的高度方 向为Z轴建立直角坐标系，此时目标区域位于接收机的正前方，如图1所示。
[0020] (b)分别获取收发平台的位置坐标和速度矢量。
[0021] 假设发射平台和接收平台在成像过程中始终沿Y轴方向勾速运动，给定起始零时 刻发射平台T的位置为（x T，yT，ζτ)，速度矢量为[0, VT，0]，接收平台R的位置为（xR，yR，zR)， 速度矢量为[0, VR，0]，目标点P的坐标为（X。，Y。，0)。
[0022] 步骤二、给定收发平台位置误差和速度误差，得到存在误差后的平台位置坐标和 速度矢量；
[0023] 给出存在位置误差和速度误差的时的几何关系图，如图2所示，Τ'为发射平台存 在误差后的位置坐标，V T'为发射平台存在速度误差后的速度，R'为接收平台存在误差后的 位置，VR'为发射平台存在速度误差后的速度，点P'为平台运动误差导致目标偏移后的位 置。
[0024] 假定收发平台都不存在X和Z轴方向的速度误差，设发射平台的位置误差 为dst= [dxt dyt dzt]，接收平台的位置误差为dOT= [dm dp dzJ，发射平台速度误差为 # = [0<,0]，发射平台速度误差为= 〇]，其中，dxt、dyt、dzt分别表示发射平台 在三个方向上的位置误差，(1',表示发射平台在Y方向上的速度误差，d "、(^、d"分别表示 接收平台在三个方向上的位置误差，CIV#表示接收平台在Y方向上的速度误差。则存在误 差后发射平台的位置坐标1''为（(^， 7，(^，4+(^)，接收平台的位置坐标1?'为〇^+(1:"，^+ cU，zR+〇,偏移后的目标点的位置P'为（X'，Y'），发射和接收平台的速度矢量分别可表示 为：
[0027] 步骤三、依据SAR成像过程中的等距离和等多普勒原理，建立距离多普勒方程组， 然后利用牛顿迭代法获得各目标点的实际位置，进而获得目标的定位误差。
[0028] (a)根据双基地SAR的定位误差分析几何关系，利用等距离等多普勒原理，得到存 在平台误差的和不存在误差的情况下的距离和多普勒的关系式：
[0031] 其中，λ为雷达波长，表示起始时刻发射平台到目标的斜距，M表示起始时 刻接收平台到目标的斜距，|3^|表示加入误差后起始时刻发射平台到目标的斜距，I# 表示加入误差后起始时刻接收平台到目标的斜距。
[0032] (b)将步骤一中的发射平台和接收平台的位置和速度以及步骤二中加入误差后发 射平台和接收平台的位置和速度代入公式（1)和（2)中，得到SAR的距离多普勒方程组，利 用牛顿迭代法求解该非线性方程组，获得目标点的位置（X'，Y'），而平台不存在运动误差的 时候目标点的位置P为（?, Yc)，则目标点在X方向和Y方向的定位误差可表示为：
[0033] Δ X = X，-X0
[0034] Δ Y = Y，-Y0
[0035] 实施例：
[0036] 步骤一、根据双基地SAR的平台和目标速度、位置关系建立顺飞模式正前视双基 地SAR模型下的直角坐标系，得到起始零时刻收、发平台的位置坐标和速度矢量。
[0037] (a)建立顺飞模式正前视双基地SAR模型下的直角坐标系
[0038] 依照发射、接收平台速度方向相同，目标位于接收机正前方的要求建立直角坐标 系；
[0039]