雷达位置重定位误差补偿方法、装置、计算机设备和存储介质
本技术涉及雷达成像，特别是涉及一种雷达位置重定位误差补偿方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术：
1、地基合成孔径雷达(gb-sar)是一种高分辨率成像雷达，可以全天时全天候条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。地基合成孔径雷达可以实现亚毫米级形变测量精度，具有非接触、高精度等优点，通常用于形变监测，如边坡地质灾害监测、桥梁大型结构安全评估等。
2、地基合成孔径雷达进行形变监测可分为连续测量和非连续测量两种模式。连续测量模式是雷达在观测时间内固定不动，连续、不间断的对观测场景采集雷达图像，其适用于快速形变的观测场景。非连续测量是雷达周期性的对观测场景成像，只在观测时将雷达放置在固定位置，其适用于缓形变的观测场景。
3、然而采用非连续观测模式时，由于雷达重复定位精度难以保证，造成不同成像时刻会存在空间基线，在干涉图中可能包含基线误差相位，会给形变反演带来误差，因此在解算形变时需要补偿基线误差。
4、传统技术中，在补偿基线误差时，一般不考虑俯仰角的影响，这种方式在一些大俯仰角特殊场景下，由于俯仰角变化较大，利用传统的技术方案会存在较大的误差，从而导致形变解算结果不够精准。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对大俯仰角的场景进行基线误差补偿的雷达位置重定位误差补偿方法、装置、计算机设备和存储介质。
2、一种雷达位置重定位误差补偿方法，包括：
3、获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距；
4、根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角；
5、获取合成孔径雷达采集的目标点的图像，并根据图像得到干涉图；
6、获取干涉图的干涉相位的实际测量值；
7、根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，其中，预设参数为通过利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数，并根据目标函数以及牛顿迭代法进行迭代得到的；
8、根据干涉相位的基线误差值和实际测量值确定补偿后的干涉相位。
9、在其中一个实施例中，根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角，包括：
10、根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定俯仰角的正弦值和余弦值；
11、根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，包括：
12、获取目标点的方位角，确定方位角的正弦值和余弦值；
13、根据方位角的正弦值和余弦值、俯仰角的正弦值和余弦值以及预设参数确定干涉相位的基线误差值。
14、在其中一个实施例中，基线误差值的计算公式如下：
15、
16、其中，为干涉相位的基线误差值，a1、a2、a3以及a4为预设参数，β为方位角，h为目标点的地面高程，ρ为目标点距离合成孔径雷达的斜距。
17、在其中一个实施例中，雷达位置重定位误差补偿方法还包括：
18、利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数；
19、筛选出干涉图中的多个永久散射体点，并获取各个永久散射体点的相位值；
20、根据各个永久散射体点的相位值、预设参数的初始值以及目标函数利用牛顿迭代法进行多次迭代训练；
21、当迭代训练过程中目标函数的值满足预设的收敛条件时，终止迭代，得到预设参数的值，收敛条件包括目标函数的值低于预设阈值。
22、在其中一个实施例中，目标函数的公式如下：
23、
24、其中，x(i)为第i个永久散射体点的相位值，βi为第i个永久散射体点的方位角，hi为第i个永久散射体点的地面高程，ρi为第i个永久散射体点距离雷达的斜距，a1、a2、a3以及a4为预设参数。
25、在其中一个实施例中，筛选出干涉图中的多个永久散射体点，包括：
26、获取干涉图中各个点的幅度标准偏差以及幅度平均值，根据各个点的幅度标准偏差以及幅度平均值确定各个点的幅度离差指数；
27、获取干涉图中各个点的复数值，根据干涉图中各个点的复数值确定各个点的相干性；
28、根据干涉图中各个点的幅度离差指数和相干性筛选出干涉图中的多个永久散射体点。
29、在其中一个实施例中，雷达位置重定位误差补偿方法还包括：
30、根据补偿后的干涉相位反演出目标点处的形变信息。
31、一种雷达位置重定位误差补偿装置，包括：
32、第一获取模块，用于获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距；
33、确定模块，用于根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角；
34、第二获取模块，用于获取合成孔径雷达采集的目标点的图像，并根据图像得到干涉图；
35、第三获取模块，用于获取干涉图的干涉相位的实际测量值；
36、处理模块，用于根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，其中，预设参数为通过利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数，并根据目标函数以及牛顿迭代法进行迭代得到的；
37、补偿模块，用于根据干涉相位的基线误差值和实际测量值确定补偿后的干涉相位。
38、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
39、获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距；
40、根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角；
41、获取合成孔径雷达采集的目标点的图像，并根据图像得到干涉图；
42、获取干涉图的干涉相位的实际测量值；
43、根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，其中，预设参数为通过利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数，并根据目标函数以及牛顿迭代法进行迭代得到的；
44、根据干涉相位的基线误差值和实际测量值确定补偿后的干涉相位。
45、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
46、获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距；
47、根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角；
48、获取合成孔径雷达采集的目标点的图像，并根据图像得到干涉图；
49、获取干涉图的干涉相位的实际测量值；
50、根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，其中，预设参数为通过利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数，并根据目标函数以及牛顿迭代法进行迭代得到的；
51、根据干涉相位的基线误差值和实际测量值确定补偿后的干涉相位。
52、上述雷达位置重定位误差补偿方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角，进而根据目标点的俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，实现了在一些大俯仰角的特殊场景下，对基线误差进行补偿，相较于传统技术中忽略俯仰角而言，本技术对基线误差的确定更加精准，因为在大俯仰角的观测场景中，俯仰角的影响较大，如果忽略俯仰角的影响会导致基线误差计算不精准。
技术特征：
1.一种雷达位置重定位误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定所述目标点的俯仰角，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基线误差值的计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标函数的公式如下：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筛选出所述干涉图中的多个永久散射体点，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种雷达位置重定位误差补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
技术总结
本申请涉及一种雷达位置重定位误差补偿方法、装置、计算机设备和存储介质。雷达位置重定位误差补偿方法包括：获取目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，根据目标点的地面高程以及距离地基合成孔径雷达的斜距，确定目标点的俯仰角，获取干涉图，获取干涉图的干涉相位的实际测量值，根据，俯仰角以及预设参数确定干涉相位的基线误差值，其中，预设参数为通过利用目标点的俯仰角、预设参数以及干涉相位的实际测量值构建目标函数，并根据目标函数以及牛顿迭代法进行迭代得到的，根据干涉相位的基线误差值和实际测量值确定补偿后的干涉相位。采用本方法能够实现大俯仰角的观测场景中干涉相位的基线误差补偿。
技术研发人员：白泽朝,王彦平,徐学永,崔彭,吴波,林赟,李洋,申文杰
受保护的技术使用者：北方工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23