基于粗DEM的立体SAR像对配准

影像配准是雷达立体摄影测量技术获取数字高程模型的一个关键步骤,也是一大难点。为了能够自动而又稳健地获取高精度的立体SAR像对配准结果,文中设计一种基于粗DEM、距离多普勒SAR构像模型和基于区域逐级窗口的立体SAR像对配准方法。该方法采用距离多普勒SAR成像模型和粗DEM获取像素级的粗略配准结果。在此基础上,采用基于区域的逐级窗口配准方法获取高精度的配准结果。文中最后利用立体SAR像对进行实验研究。实验结果表明,设计的立体像对配准方法可行,其配准精度可以达到子像素级,距离向为0.3像素左右,方位向为0.1像素左右,完全能够满足雷达立体测图的要求,而且该方法还具有很好的稳健性。     

机载SAR影像距离-斜视角模型立体定位

在考虑SAR成像过程中斜距矢量与航向的夹角的情况下,分析了SAR影像距离-斜视角模型,推导了其线性化形式,设计了相应的定向参数解算和立体定位方案。利用机载SAR影像进行立体定位实验,结果表明:距离-斜视角模型立体定位精度优于F.Leberl模型立体定位精度。     

光学与SAR卫星遥感影像复合式“立体”定位技术的研究

针对某些特殊区域因气候或污染造成立体成像测图的困难,尝试将光学与SAR卫星遥感影像联立构成“立体像对”进行复合式定位,并对其原理与方法进行研究与试验。以线阵CCD构像模型及F．Leberl公式为基础,利用若干地面控制点对线阵CCD影像和SAR影像分别进行外定向,再依据外定向参数将两种影像构成一“立体像对”,从而建立复合式立体定位的数学模型,在已知一组同名像点的情况下,即可解算出相应地面点的大地坐标。初步试验表明,将具有一定重叠范围的多源卫星遥感影像构成“立体像对”进行复合式定位是可行的,且复合式立体定位可取得接近于传统立体像对的定位精度。     

不同TEC分布模式对星载SAR立体定位精度的影响及校正

基于SAR成像模型和R-D定位模型,分析了电离层对星载SAR立体定位精度的影响,提出了相应的校正方法,并进行了仿真实验。实验表明对于特定波长的SAR信号,不同TEC分布模式组合对SAR立体像对定位精度的影响不同,校正效果也不同:当两幅影像对应的TEC分布均匀且大小相同时,电离层对SAR立体定位精度的影响小到可以忽略;当两幅影像由于拍摄季节不同导致TEC不同时,电离层影响很大,特别是距离向精度,其影响程度与两幅影像对应的TEC差值正相关,此时定向参数精化法校正效果很好;当电离层发生扰动时,电离层影响随着扰动程度的增大而增大,定向参数精化法有一定效果,但当电离层扰动很大时,校正效果明显减弱,还需要通过斜距直接校正法等其他方法予以校正。     

地心地固坐标系有理多项式系数模型探讨

针对遥感影像处理中多源影像联合定位研究的不足,该文在地心地固坐标系(ECEF)中构建航天光学与SAR影像的有理多项式(RPC)模型,给出了计算ECEF中RPC参数虚拟控制点的获取方法,分析了大地坐标系与ECEF中虚拟控制点格网的形变特点,并选取5种光学与SAR影像进行了RPC参数拟合试验,验证了模型的可行性。结果表明ECEF坐标系RPC模型不仅能够克服大地坐标系RPC模型存在应用盲区的缺点,也有利于通用模型和严密模型结合,在统一的坐标系中实现多源影像的联合定位。     

TerraSAR-X数据验证几何纠正影像促进SAR立体影像匹配的可行性

随着SAR的快速发展,国内外学者对SAR的研究越来越深入,SAR立体提取DEM就是其中一个热点。在SAR影像立体提取DEM过程中,SAR立体像对的匹配结果直接关系到提取DEM成果的质量,尤其在地形起伏较大的山区,SAR影像匹配难以获得理想匹配结果。基于此情况,本文提出将基于影响模拟获取的几何纠正影像运用于实现SAR立体影像匹配的设想,并通过实验来验证其可行性。本文利用Terra SAR-X星载SAR数据进行了实验,并通过对实验结果进行统计分析证实了设想的可行性,为解决地形复杂起伏较大的山区SAR影像匹配困难问题提出了一种新思路。     

一种异源多视影像的立体定位方法

针对如何最大可能地联合现有的海量主被动遥感数据进行复合式立体定位处理、摆脱传统同源光学立体数据源限制的问题,该文提出一种异源多视遥感影像的立体定位方法,将任意数目比例的、具有共同重叠区域的多幅CCD和SAR影像纳入到统一的立体构像体系中。通过一系列算法设计包括统一有理函数模型(RFM)构建、基于RFM的像方立体平差、立体空间前方交会等,以及同源两视和异源多视两种观测组合下的立体试验,证明本方法摈弃了传统同源立体对数据源的苛刻限制,充分发挥了CCD和SAR载荷的互补优势,同时确保了最终立体定位的精度。     

高分三号SAR影像广域范围联合几何检校技术

在获取广域范围雷达遥感正射影像图时,需要对区域内每景SAR影像进行几何参数修正,提高SAR影像的定位精度。但在广域范围进行控制点的选取和影像的逐一修正,其工作量巨大,严重影响了SAR影像分析应用的效率。对此,本文提出了一种广域范围联合几何检校方法。该方法在R-D模型的基础上,首先利用少许SAR影像计算其独立的系统级检校参数,其次去除系统级检校参数中大气延迟分量的影响,然后依据最小二乘平差原理获取最优的系统级检校参数,最后利用最优的系统级检校参数对所有SAR影像进行几何检校处理。论文采用覆盖中国中东部地区的32景GF-3SAR影像进行联合几何检校试验,检校后的SAR影像定位中误差优于9 m。试验结果表明:该方法能够提高GF-3 SAR影像几何检校的精度,验证了其有效性和可行性。     

一种利用影像模拟制作SAR立体模型的方法

针对SAR数字立体测图,提出了一种SAR理想立体模型的构建方法。利用西部横断山脉地区的机载SAR影像制作立体模型,进行数字测图试验。试验证明模型具有良好的立体视觉效果,同时能够用于高精度三维坐标的实时量测和地形图要素采集。     

基于有理函数模型的多源SAR遥感影像区域网平差

本文针对多源SAR遥感影像联合定位的实际问题,将有理函数模型引入到SAR影像联合定位中,构建了基于有理函数模型的多源SAR区域网平差模型。对覆盖我国某地区的3景不同源SAR影像进行试验,验证了本文方法的有效性,并表明在缺少地面控制情况下,该方法不失为一种有益的补充方案。     

机载SAR影像定向中像点粗差的拟准检定方法

结合距离-多普勒模型，推导了SAR（synthetic aperture radar）影像定向中像点坐标粗差对误差方程的影响，分析了像点坐标粗差探测的必要性和难点；依据粗差的拟准检定法，针对SAR影像定向中的像点坐标粗差检定问题，设计了具体的解算流程和策略，首次将粗差的拟准检定法运用到机载SAR影像定向中。并分别利用模拟和实测数据进行了系统性的实验，结果表明，该方法不仅能够准确探测出多个粗差的位置，而且能够估计出粗差的大小。与SAR影像定向通常采用的最小二乘方法相比，该方法能够明显提高SAR影像定向参数的解算精度以及后续的立体定位精度，对于修复受粗差影响的SAR影像数据具有重要意义。     

相向飞行全极化SAR图像对建筑物的立体重构

用多方向飞行的全极化SAR图像可能提取特定三维目标的高度与位置信息,进而实现目标物的几何立体重构。全极化SAR图像数据与单极化SAR相比,可以选择多种极化组合数据,提供对于特定目标几何特征敏感的数据类型,通过多方向飞行SAR图像反演该目标或目标群的高度与位置信息。本文用两幅相向飞行的PI-SAR(日本机载极化与干涉SAR,X波段、1.5m分辨率)图像,提取日本仙台电视塔高度、日本东北大学建筑物群的立体重构。     

考虑定向参数精度信息的TerraSAR-X和SPOT-5HRS影像RFM联合定位

卫星影像的RFM模型具有传感器无关的优点,适用于多源影像的几何定位处理,但在无地面控制点条件下联合定位时存在自主定位优势影像难以发挥主导作用且求解易发散的不足。本文通过将影像的先验自主定位精度和成像线性漂移转化为像方定向参数的精度和权信息,建立考虑影像定向参数精度信息的RFM模型。以12景TerraSAR-X和6对12景覆盖面积约为18万km2的SPOT-5HRS立体长条带影像为数据源,对两类影像定向参数先验精度配置偏差、SAR影像升降轨道方向、SAR影像数目、SAR影像分布等因素对定位精度的影响进行了系列定位试验,少量SAR与大范围HRS联合的影像自主定位平面/高程精度可达6.0m/4.2m。本文RFM平差模型无地面控制点定位精度和定向参数求解稳健性相对于传统模型有显著提升,是卫星影像无控制点1∶10万/1∶5万全球测图的一种潜在方法。     

Modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors for airborne synthetic aperture radar stereo geolocation

For the high-resolution airborne synthetic aperture radar (SAR) stereo geolocation application, the final geolocation accuracy is influenced by various error parameter sources. In this paper, an airborne SAR stereo geolocation parameter error model, involving the parameter errors derived from the navigation system on the flight platform, has been put forward. Moreover, a kind of near-direct method for modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors is also given. This method directly uses the ground reference to calculate the covariance matrix relationship between the parameter errors and the eventual geolocation errors for ground target points. In addition, utilizing true flight track parameters’ errors, this paper gave a verification of the method and a corresponding sensitivity analysis for airborne SAR stereo geolocation model and proved its efficiency.     

Accuracy Assessment of Digital Elevation Model Generated by SAR Stereoscopic Technique Using COSMO-Skymed Data

Radargrammetry technique using the stereoscopic synthetic aperture radar (SAR) images is used for the generation of a digital elevation model (DEM) of a region requires only the amplitude images. SAR stereoscopic technique is analogous to the stereo-photogrammetric technique where the optical stereoscopic images are used for DEM generation. While the advantages of the SAR images are their indifference to atmospheric transparency and solar illumination conditions, the side-looking geometry of the SAR increases the complexity in the SAR stereo analysis. The availability of high spatial and temporal resolution SAR data in recent years has facilitated generation of high-resolution DEM with greater vertical accuracy using radargrammetric technique. In the present study, attempt has been made to generate the DEM of Dehra Dun region, India, from the COSMO-Skymed X-band SAR data-pair acquired at 8 days interval through the radargrammetry technique. Here, radargrammetric orientation approach has been adopted to generate the DEM and various issues and processing steps with the radargrammetry technique have been discussed. The DEM was validated with ground measured elevation values using a differential global positioning system and the root-mean-square error of the DEM was found as 7.3 m. The DEM was compared with the reference DEM of the study area generated from the Cartosat-1 stereo data with a model accuracy of 4 m.     

Modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors for airborne synthetic aperture radar stereo geolocation

For the high-resolution airborne synthetic aperture radar (SAR) stereo geolocation application, the final geolocation accuracy is influenced by various error parameter sources. In this paper, an airborne SAR stereo geolocation parameter error model, involving the parameter errors derived from the navigation system on the flight platform, has been put forward. Moreover, a kind of near-direct method for modeling and sensitivity analysis of navigation parameter errors is also given. This method directly uses the ground reference to calculate the covariance matrix relationship between the parameter errors and the eventual geolocation errors for ground target points. In addition, utilizing true flight track parameters’ errors, this paper gave a verification of the method and a corresponding sensitivity analysis for airborne SAR stereo geolocation model and proved its efficiency.     

相对定向的机载惯性测量装置视准轴误差求解方法

利用航摄像片存在的相对几何位置关系,将机载IMU视准轴误差引入立体像对相对定向模型中,提出了一种基于相对定向的机载IMU视准轴误差求解新方法。详细推导了基于单个立体模型和连续立体模型求解IMU视准轴误差的数学模型,并用三组带有IMU设备获取的实际航空影像数据进行了试验验证。结果表明,所推导的机载IMU视准轴误差求解方法是正确、可行的,利用三张以上相邻像片构成的连续立体模型即可求解出IMU的视准轴误差,避免了野外布设检校场和其他地面控制条件带来的诸多问题,有利于带机载IMU的航空遥感快速对地目标定位。     

一种星载激光测高仪光斑内定位方法

提出一种利用铅垂线轨迹法及高程结构信息约束的星载激光测高仪光斑内定位方法。在星载激光测高仪辅助立体摄影测量体制下，以激光回波中包含的高精度高程结构信息作为约束条件，在足印光斑内，配合立体图像匹配生成的数字高程模型，选取定位候选点，并通过铅垂线轨迹法优化定位候选点高程值，消除立体图像定位误差引起的高程误差，获取符合高程结构约束的一系列位置的三维坐标。试验结果表明，该方法能够实现大光斑星载激光测高仪足印内的定位，高程定位精度为0.16 m，平面定位精度与立体图像一致。     

机载SAR影像地表要素解译试验研究

雷达影像以其全天候、全天时、穿透力强的工作能力,成为当前摄影测量与遥感领域的研究热点,近年来机载SAR系统在国内外得到快速发展和应用。本文介绍了高分辨率多极化机载SAR数据的特点,论述了SAR影像的正射纠正,分析了不同地表要素在机载SAR影像中的成像特点和解译方法,并与光学影像作了对比,得出了基于SAR影像地表要素解译的几点看法。