【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于衛星測量，特別是涉及一種角反射器千分之一像素提取方法。
技術介紹
1、合成孔徑雷達(sar)衛星以其獨特的全天時全天候對地成像能力，在自然資源管理、應急減災等領域發揮著不可替代的作用。為了確保sar衛星成像的高質量和精確性，衛星發射后需使用地面角反射器(cr)進行幾何檢校，使衛星的平面定位精度達到極高水平。其中，sar影像中角反射器坐標的精確提取是幾何檢校、干涉測量檢校和形變監測等研究的基礎。
2、角反射器以其獨特的幾何結構和強回波特性，在sar影像中表現為高信噪比的亮點，易于識別和定位。然而，盡管在角反射器的設計研究方面，如反射器表面的選材、設計工藝、制造公差和角度精確度等方面取得了一定進展，但關于角反射器精確提取技術的研究仍顯不足，特別是缺乏能夠達到千分之一像素級精度的提取技術。
3、當前，角反射器的提取主要依賴于其在圖像中產生的強烈回波信號與周圍地貌的較弱回波之間的對比。常用的方法包括通過窗口模板識別和匹配圖像中的角反射器，并計算相關系數來確定其精確位置。盡管這種方法計算效率高，但其精度通常受限于像素級別。另一種技術則通過計算角反射器周圍窗口內的相干系數和振幅差異來識別反射器點，盡管這種方法具有較高的精度，但處理龐大的數據量導致其成本高昂。
4、基于星地位置數學模型的角反射器粗識別方法，結合角反射器的強回波特性，雖能確定角反射器的大致范圍，但sar系統成像過程中存在的誤差會導致粗識別偏移量過大，受周圍地物影響增加，限制了角反射器點提取的準確度。
5、此外，現有技
6、因此，為了克服上述技術的不足，本專利技術提出了一種角反射器千分之一像素提取的方法，旨在提供任一角反射器的大地坐標，通過技術解算出角反射器的千分之一像素級坐標，為角反射器相位中心的精確提取、幾何檢校和干涉測量檢校提供強有力的技術支撐。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種角反射器千分之一像素提取的方法，對于角反射器來說，可使其像素定位精度達到千分之一像素。
2、為解決上述技術問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：
3、本專利技術為一種角反射器千分之一像素提取方法，包括以下步驟：
4、步驟s1：獲取原始數據，所述原始數據包括角反射器點的大地坐標、sar影像及所述sar影像的成像參數；
5、步驟s2：構建距離-多普勒(r-d)模型，利用獲取的原始數據依據r-d模型計算角反射器點的初始像素坐標(x0,y0)；
6、步驟s3，基于步驟s2獲取角反射器點的初始像素坐標(x0,y0)，解算角反射器點在sar影像中的像素坐標(x3,y3)。
7、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述步驟s2具體包括以下子步驟：
8、步驟s2.1：將角反射器點的大地坐標轉換到地心空間直角坐標系；
9、步驟s2.2：通過sar衛星狀態矢量擬合衛星軌道，獲取任意時刻的sar衛星狀態矢量；
10、步驟s2.3：計算影像上角反射器點的方位向成像時間t，具體為根據起始時間和時間采樣間隔以及角反射器點在sar影像上的行號計算，公式為:t＝t0+ti·i；
11、步驟s2.4：構建r-d模型；
12、步驟s2.5：利用牛頓迭代法求解r-d模型，求解角反射器點的初始像素坐標(x0,y0)。
13、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述步驟s2.1中的大地坐標到地心空間直角坐標的轉換采用的轉換公式為：
14、
15、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述步驟s2.2中的衛星軌道擬合采用多項式擬合，具體的，所述多項式為：
16、
17、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述步驟s2.4中的r-d模型如下：
18、距離方程：
19、多普勒方程：
20、地球橢球方程：
21、作為本專利技術的一種優選技術方案，步驟s3具體包括以下子步驟：
22、步驟s3.1，以步驟s2獲取的角反射器點的初始像素坐標(x0,y0)為中心,選取窗口大小為n1×n1的復數矩陣；
23、步驟s3.2，計算所述的n1×n1的復數矩陣的幅度值，得到其幅度值矩陣；具體的，依據下式計算幅度值：
24、
25、其中，re(i,j)表示像元值(i,j)的實部，im(i,j)表示像元值(i,j)的虛部；
26、步驟s3.3，找到步驟s3.2所述的幅度值sig(i,j)最大時，其對應的像素坐標為(x1,y1)；
27、步驟s3.4，以步驟s3.3所述的像素坐標(x1,y1)為中心，選取窗口大小為2n2×2n2的復數矩陣；
28、步驟s3.5，對窗口大小為2n2×2n2的復數矩陣進行m1倍升采(m1<1024)，得到升采樣并重構后的復數矩陣；
29、步驟s3.6，計算升采樣并重構后的復數矩陣的幅度值，得到其幅度值矩陣sig1(i,j)；
30、步驟s3.7，找到步驟s3.6所述的幅度值最大時，其對應的像素坐標為(x2,y2)；
31、步驟s3.8，對像素坐標x2所在行(即距離向)的幅度值進行m2倍升采樣，得到一維復數矩陣dx2，對像素坐標y2所在列(即方位向)的幅度值進行m2倍升采樣，得到一維復數矩陣dy2；
32、步驟s3.9，計算一維復數矩陣dx2的幅度值矩陣為一維復數矩陣dy2的幅度值矩陣為
33、步驟s3.10，計算幅度值矩陣與的分貝(db)值，分別為和具體的，依據下式計算分貝值：
34、
35、其中，max(*)表示該幅度值矩陣中最大幅度值；
36、步驟s3.11，取距離向db值左邊3db至右邊3db位置的所有db值構成新的矩陣
37、步驟s3.12，依據距離向db值的像素坐標及db值進行三角函數擬合；
38、步驟s3.13，找到的峰值點對應的坐標及擬合值對應的坐標，并判斷峰值點對應的坐標x3與擬合值對應的坐標x'3差值的絕對值達到1/1000量級，輸出距離向峰值點對應的坐標x3；
39、步驟s3.14，方位向db值重復s3.11-s3.13，輸出方位向峰值點對應的坐標y3。
40、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述步驟s3.5具體包括以下子步驟：
41、步驟s3.5.1，對s3.4得到的復數矩陣進行二維快速傅里葉變換，將其轉換到頻率域；
42、步驟s3.5.2，對轉到頻率域的復數矩陣進行m1倍升采樣，得到升采樣后的復數矩陣
43、步驟s3.5.3，利用二維傅里葉逆變換重構升采樣后的復數矩陣得到重構后的復數矩陣d2[m1×2n2,m1×2n2]。
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【技術保護點】
1.一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下子步驟：
3.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S2.1中的大地坐標到地心空間直角坐標的轉換采用的轉換公式為：
4.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S2.2中的衛星軌道擬合采用多項式擬合，具體的，所述多項式為：
5.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S2.4中的R-D模型如下：
6.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，步驟S3具體包括以下子步驟：
7.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S3.5具體包括以下子步驟：
8.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S3.5.2具體包括以下子步驟：
9.根據權利要求
10.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟S3.8.2具體包括以下子步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟s2具體包括以下子步驟：
3.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟s2.1中的大地坐標到地心空間直角坐標的轉換采用的轉換公式為：
4.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟s2.2中的衛星軌道擬合采用多項式擬合，具體的，所述多項式為：
5.根據權利要求1所述的一種角反射器千分之一像素提取方法，其特征在于，所述步驟s2.4中的r-d模型如下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李濤，丘曉楓，張祥，祿競，張雪飛，李壇，
申請(專利權)人：自然資源部國土衛星遙感應用中心，
類型：發明
國別省市：
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