一種基于分布式POS的機載雙天線InSAR基線計算方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于分布式POS的機載雙天線InSAR基線計算方法，分布式POS由一個主POS和多個IMU(子IMU)組成，其中主POS主要包括主IMU、GPS天線與接收機、POS導航計算機和后處理軟件，可以實現多個InSAR天線運動參數的測量。首先通過初始標校獲得InSAR天線等效安裝點坐標、主子IMU測量中心坐標、InSAR天線相位中心坐標以及初始時刻主IMU與子IMU之間的方向余弦矩陣；然后利用主POS和子IMU輸出的姿態信息，計算子IMU測量中心在主IMU坐標系下的相對位置變化矢量，進一步計算得到InSAR天線的基線。本發明具有計算精度高、易于實現的特點，提高了機載InSAR的基線測量精度，進而提高了InSAR成像精度。
【專利說明】
一種基于分布式POS的機載雙天線I nSAR基線計算方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方法，屬于航空遙感 領域，可用于基于分布式P0S系統的機載雙天線InSAR系統干涉成像。
【背景技術】
[0002] 干涉合成孔徑雷達（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)技術 是合成孔徑雷達與微波干涉相結合而產生的一項技術。InSAR以不同視角下兩幅或者多幅 雷達復圖像所形成的干涉相位為信息源進行反演而得到地表三維地形及其變化信息。 InSAR天線相位中心的運動參數以及天線相位中心之間的空間位移矢量(基線）的測量精度 是影響InSAR干涉成像精度的關鍵因素之一，必須對其進行精確測量。
[0003] 位置和姿態測量系統(Position and Orientation System，P0S)是目前獲取SAR 天線運動參數的主要手段，主要由慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，IMU)、GPS 天線與接收機、P〇S導航計算機和后處理軟件組成，MU通常與SAR天線固定連接，用于測量 三維線加速度和三維角速度，通過捷聯解算和濾波算法將慣性量測信息同GPS量測信息進 行融合，從而連續、實時地獲取天線相位中心的位置、速度和姿態等全面的運動參數。對于 機載雙天線InSAR系統而言，由于工作過程中載機機體(包括機翼）的撓曲變形，導致各個 SAR天線相位中心之間的相對空間位置關系動態變化，因此單個P0S系統無法同時獲得多個 SAR天線的運動參數，更無法實現基線的準確測量。分布式P0S由一個主P0S和多個MU(子 IMU)組成，主P0S的GPS天線和主IMU通常與載機機體固定連接，并通過濾波的方法實現慣 性/衛星組合導航。兩個子MU分別與兩天線固定連接，并盡可能安裝在天線相位中心，分別 記為子MU1和子MU2。子頂U通過與主P0S進行傳遞對準測量對應SAR天線相位中心的運動 參數，并根據SAR天線相位中心的運動參數計算基線。
[0004] 為了能夠提高InSAR干涉成像的精度和分辨率，要求SAR天線相位中心之間的基線 足夠長，且通常通過安裝結構將InSAR天線安裝于機體的兩側。由于載機機體(包括機翼)及 安裝結構存在彈性形變，使得子頂U測量中心與主P0S測量中心之間相對空間位置發生動態 變化。相對空間位置的動態變化使得主P0S定位數據難以精確傳遞給子頂U，難以實現子頂U 與主P0S位置信息的精確融合，導致SAR天線相位中心定位精度下降，進而導致干涉SAR天線 基線難以精確計算。因此不能直接利用主P0S和子頂U傳遞對準得到的位置信息對干涉SAR 天線相位中心進行定位并直接計算基線。

【發明內容】

[0005] 本發明的技術解決的問題是:提供了一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線 計算方法。機載雙天線InSAR在工作過程中，通過分布式P0S測量干涉SAR天線相位中心的運 動信息。由于載機機體(包括機翼)及安裝結構存在彈性形變，使得子頂U測量中心與主P0S 測量中心之間相對空間位置發生動態變化。相對空間位置的動態變化使得主P0S定位數據 難以精確傳遞給子頂U，難以實現子頂U與主P0S位置信息的精確融合，導致SAR天線相位中 心定位精度下降。此時，若直接利用主POS和子頂U傳遞對準得到的干涉SAR天線相位中心運 動參數，進行基線計算將引入較大誤差。
[0006] 針對上述問題，本方法利用分布式P0S輸出的姿態信息，計算主頂U與子頂U之間的 相對姿態變化，再利用標校獲得的桿臂信息計算子MU測量中心在主頂U坐標系下的相對位 置變化，進而計算得到地理坐標系下SAR天線相位中心之間的基線矢量。克服了直接利用主 P0S和子IMU傳遞對準得到的干涉SAR天線相位中心運動參數計算基線誤差較大的不足。本 發明具有計算精度尚、易于實現的特點，提尚了機載雙天線InSAR基線測量精度，提尚了 InSAR成像的精度。
[0007] 本發明的技術解決方案為：一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方 法，具體步驟如下：
[0008] (1)利用激光全站儀，通過測量點坐標的方式獲得主MU坐標系下兩個SAR天線等 效安裝點坐標、主IMU坐標系下左右兩個子IMU測量中心坐標以及兩個SAR天線相位中心坐 標，主頂U坐標系下左右兩個子MU分別記為子頂U1和子頂U2;利用分布式P0S初始對準，計 算to時刻子IMU1與主MU之間的相對航向角0^0。）、俯仰角貧和橫滾角義丨/(O以及子 MJ2與主MJ之間的相對航向角、俯仰角Ou)和橫滾角；計算主頂U坐標系 下兩個子IMU與對應SAR天線等效安裝點之間的旋轉桿臂#和貧、兩個SAR天線等效安裝點 之間固定桿臂釔以及子頂U坐標系下兩個子頂U與對應SAR天線之間的桿臂恧，和駕^;
[0009] (2)利用步驟（1)得到的to時刻兩個子MU與主MU之間的相對姿態角，以及tk時刻 主P0S和兩個子IMU輸出的姿態角，計算tk時刻子IMU1與主IMU之間的相對航向角變化量 A化）、俯仰角變化量A吃1,仏）和橫滾角變化量A義,仏_)以及子頂U2與主MU之間的相對 航向角變化量(^)、俯仰角變化量仏)和橫滾角變化量仏）；
[0010] (3)利用步驟（1)得到的旋轉桿臂綽和紀，以及步驟⑵得到的相對姿態角變化量 )以及厶^^(匕）、厶吃丨(匕)和句#(&)，計算七15時刻兩個子頂1] 測量中心在主IMU坐標系下的相對位置變化矢量Mf(4)和Alfh);
[0011] (4)利用步驟(1)計算得到的旋轉桿臂療和發、兩個SAR天線等效安裝點之間的固 定桿臂釔、兩個子頂u坐標系下對應子頂U與對應SAR天線之間的桿臂私和￡匕、步驟⑶得 到的兩個子頂U測量中心在主MU坐標系下的相對位置變化矢量A￡f (^)和(^)，以及tk 時刻主MU輸出的姿態矩陣，計算tk時刻地理坐標系下InSAR的基線￡"札）；
[0012] (5)重復步驟(2)至步驟(4)，直至分布式P0S數據處理結束。
[0013]步驟(1)具體實現為：
[0014] (1)子MU1和子頂U2分別對應著1#SAR天線和2#SAR天線，SAR天線的等效安裝點為 連接桿與飛機機體安裝部位的幾何中心點，初始標校通過激光全站儀測量點坐標的方式完 成;通過標校獲得主MU坐標系下1#SAR天線等效安裝點朽坐標天線等效 安裝點P 2坐標(ig，）；獲得主IMU坐標系下子I MU 1測量中心01坐標(xf，)，子 頂U2測量中心02坐標(.rf2,W, 2f2);主MU坐標系下1#SAR天線相位中心Si坐標， 2#3厶1?天線相位中心32坐標(4，.1':(，22>;.
[0015] ⑵通過分布式P〇S初始對準，獲得to時刻主MJ的航向角ik(to)、俯仰角0M(to)和橫 滾角YM(to)，子IMU1的航向角Ih(to)、俯仰角eKto)和橫滾角yKto)，子IMU2的航向角如 (to)、俯仰角02(to)和橫滾角Y 2(to)，進一步計算to時刻子IMU1與主IMU之間的方向余弦矩 陣ct1#。)以及子MJ2與主MJ之間的方向余弦矩陣計算公式如下：
[0018] 根據得到的方向余弦矩陣CtUO和€=%)，即可計算得到to時刻子MU1與主MU 之間的相對航向角(^)、俯仰角忠 Uu、橫滾角<丨,(U :，子IMU2與主MU之間的相對航向 角 < 隊）、俯仰角C仏）、橫滾角A (心）；
[0019] ( 3 )計算主I M U坐標系下，0 i點與P i點之間旋轉桿臂 < 的公式為： 琛點與P2點之間旋轉桿臂稃的公式為： ^ 4 4 W 4 T ,計算P i點與P 2點之間固定桿臂：的公式為： 藎=[<廣螵計算子IMU1坐標系下，0i點與&點之間桿臂：的公 式為：￡【=€以仏[xf卜.V巧-4 以及子頂U2坐標系下，02點與32點之間 桿臂圮的公式為:圮<-_vf2 4-z#。
[0020] 步驟（2)中：計算tk時刻子IMU1與主IMU之間的相對航向角變化量、俯仰 角變化量仏）4黃滾角變化量也)以及子IMU2與主IMU之間的相對航向角變化量 A (4)、俯仰角變化量AC仏）、橫滾角變化量&)，過程如下：
[0021] (1)利用tk時刻主MJ輸出的航向角ik(tk)、俯仰角0M(tk)和橫滾角YM(tk)、子MU1 輸出的航向角ih (tk)、俯仰角0i (tk)和橫滾角y i (tk)以及子IMU2輸出的航向角Ih (tk)、俯仰 角02(tk)和橫滾角y2(tk)，計算t k時刻子IMU1與主IMU之間的方向余弦矩陣CtUU和子 頂U2與主頂U之間的方向余弦矩陣￡思爲)公式如下：
[0024] 根據得到的方向余弦矩陣CtUt)和1即可計算得到tk時刻子IMU1與主IMU 之間的相對航向角、俯仰角、橫滾角4炻），子頂U2與主頂u之間的相對航向 角Oa )、俯仰角C(U、橫滾角Aft);
[0025] (2)利用tk時刻的相對姿態角以R)、C(々）、和<九）、吃以、以以以 及to時刻的相對姿態角乂：UU、吃吃丨仏）、計算t k時 刻子頂U1與主MU之間的相對航向角變化量Ay:仏）、俯仰角變化量A6^)、橫滾角變化 量仏）以及子IM U 2與主IM U之間的相對航向角變化量A (4 )、俯仰角變化量 、橫滾角變化量句，計算公式如下：
[0027] 步驟(3)中，利用步驟（1)得到的旋轉桿臂Zf和矣％計算tk時刻子IMU1與主MU的相對位置變化矢量A^f仏)和子頂U2與主頂U的相對位置變化矢量(y的公式如下：
[0029]式中，X表示向量的叉乘運算。
[0030] 步驟(4)中，計算tk時刻分布式P0S所處的地理坐標系下InSAR的基線矢量亡(/ A )的 過程如下：
[0031] (1)利用桿臂禮4、坪、貧、右7、度2以及方向余弦矩陣私)和C=(4)，計算 tk時刻主頂U坐標系下InSAR的基線矢量仏），公式如下：
[0033] (2)利用tk時刻主P0S輸出的姿態矩陣仏），計算tk時刻地理坐標系下InSAR基 線矢量)，公式如下：
[0035] 式中，lE(tk)、lN(tk)和lu(tk)分別表不tk時刻基線矢量￡"(& )的東向分量、北向分量和天向分量;仏)的表達式如下所示：
[0037]式中，ik(tk)、0M(tk)和y M(tk)分別為tk時刻主P0S輸出的航向角、俯仰角和橫滾 角。
[0038] 本發明與現有技術相比的優點在于:本發明克服了子MJ測量中心與主P0S測量中 心之間相對空間位置關系發生動態變化，難以實現子MU與主P0S位置信息的精確融合，不 能直接利用主POS和子頂U傳遞對準得到的干涉SAR天線相位中心運動參數進行基線計算的 問題，通過計算主MU與子MU之間的相對姿態角變化量，并利用標校獲得的初始信息，計算 子IMU測量中心在主IMU坐標系下的相對位置變化矢量，進一步計算干涉SAR天線相位中心 之間的基線矢量，提高了機載雙天線InSAR基線測量精度，提高了 InSAR成像的精度。
【附圖說明】
[0039]圖1為基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方法流程圖；
[0040]圖2為基于分布式P0S的機載雙天線InSAR系統安裝及坐標系示意圖，圖中〇MXMyMZM 為主頂U坐標系，Omym為子頂U1坐標系，02x2y2z2為子頂U2坐標系，別為1#SAR天 線和2#SAR天線的等效安裝點，SjPS：^別1#SAR天線和2#SAR天線的相位中心，If和蟫分別 為子IMU1和子IMU2與對應SAR天線等效安裝點之間的旋轉桿臂，1^和￡§分別為子IMU1和 子MU2與對應SAR天線相位中心之間的桿臂，為兩個SAR天線等效安裝點之間的固定桿 臂，恐為InSAR基線矢量。
[0041 ] 圖3為旋轉桿臂動態變化示意圖，圖中〇MXMyMZM為主頂U坐標系，PjPP 2分別為1#SAR 天線和2#SAR天線的等效安裝點，和分別為子頂U1和子頂U2與對應SAR天線等效安裝 點之間的旋轉桿臂，A右f札）和#仏)分別tk時刻子MU 1和子MU2測量中心的相對位置變 化矢量。
【具體實施方式】
[0042] 如說明書附圖1所示，本發明的具體實施包括以下步驟：
[0043] 1、通過激光全站儀測量點坐標的方式進行系統初始標校，系統組成及安裝如說明 書附圖2所示，其中子MU包括子MU1和子頂U2,分別對應著1#SAR天線和2#SAR天線，SAR天 線的兩個等效安裝點P#PP 2為連接桿與飛機機體安裝部位的幾何中心點，通過系統結構設 計圖確定，具體標校內容如下：
[0044] (1)通過標校獲得主頂U坐標系下1#SAR天線等效安裝APi坐標，2#SAR 天線等效安裝點P2坐標(<:，.<2，<2);獲得主〇1]坐標系下子〇1]1測量中心0 1坐標 (.d.dj)，子頂U2測量中心02坐標;主頂U坐標系下1#SAR天線相位中心S4 標(.dv乂，z?)，2#SAR天線相位中心S 2坐標(xK(,zg);
[0045] (2)通過分布式P0S初始對準，獲得to時刻主MJ的航向角Ik(to)、俯仰角0M(to)和橫 滾角YM(to)，子IMU1的航向角Ih(to)、俯仰角eKto)和橫滾角yKto)，子IMU2的航向角如 (to)、俯仰角02(to)和橫滾角Y 2(to)，進一步計算to時刻子IMU1與主IMU之間的方向余弦矩 陣以及子MJ2與主MJ之間的方向余弦矩陣ct#。）,計算公式如下：
[0048] 根據得到的方向余弦矩陣和ChO,即可計算得到U時刻子IMU1與主MU 之間的相對航向角、俯仰角化&仏）、橫滾角?，子頂U2與主IMU之間的相對航向 角、俯仰角忠丨仏)、橫滾角(心）；
[0049] ( 3 )計算主I M U坐標系下，0 i點與P i點之間旋轉桿臂Zf的公式為： if ?-< g-4]T, 〇2點與P2點之間旋轉桿臂藎的公式為： 稃=[-<2-4漆-義<2-<r，計算pi點與P2點之間固定桿臂舄的公式為： 貧_vg-計算子頂U1坐標系下，01點與Si點之間桿臂A的公 式為：C 4 -X：丨4-<訂，以及子頂似坐標系下，0 2點與&點之間
[0050] 2、計算tk時刻子IMU1與主IMU之間的相對航向角變化量A仏）、俯仰角變化量 A沒仏匕）、橫滾角變化量仏）以及子IMU2與主MU之間的相對航向角變化量A (4)、 俯仰角變化量八乾5仏）、橫滾角變化量，過程如下：
[0051 ] (1)利用tk時刻主MJ輸出的航向角ik(tk)、俯仰角0M(tk)和橫滾角YM(tk)、子MU1 輸出航向角Mtk)、俯仰角eKtk)和橫滾角yKtk)以及子IMU2輸出航向角ih(tk)、俯仰角02 (tk)和橫滾角y 2(tk)，計算tk時刻子頂U1與主頂U之間的方向余弦矩陣和子頂U2與 主MU之間的方向余弦矩陣仏)公式如下：
[0054] 根據得到的方向余弦矩陣和C=(4)，即可計算得到tk時刻子IMU1與主IMU 之間的相對航向角^二(^)、俯仰角式丨/仏）、橫滾角乂 1,(^)，子MU2與主MU之間的相對航向 角^^ (匕)、俯仰角C (U、橫滾角A (心）：
[0055] (2)利用tk時刻的相對姿態角<(~）、C(&)、和以A)、C(U、A(V>以 及to時刻的相對姿態角C#。）、戌^(V。）、和乂；、吃^ D)、rG仏），計算tk時 刻子頂U1與主MU之間的相對航向角變化量仏 >、俯仰角變化量)、橫滾角變化 量知：也）以及子IMU 2與主IMU之間的相對航向角變化量)、俯仰角變化量 AC(U、橫滾角變化量，計算公式如下：
[0057] 3、結合附圖3旋轉桿臂動態變化示意圖，利用步驟1得到的旋轉桿臂If和野，計算 tk時刻子MU1與主頂U的相對位置變化矢量A￡f (^)和子MU2與主MU的相對位置變化矢量 八巧(4)的公式如下：
[0059] 式中，X表示向量的叉乘運算；
[0060] 4、結合圖2系統安裝及坐標示意圖和圖3旋轉桿臂動態變化示意圖，計算tk時刻分 布式P0S所處的地理坐標系下InSAR的基線矢量I 8仏)的過程如下：
[0061] (1)利用步驟（1)得到的桿臂禮:1、渾、貧、&以及步驟(2)得到的方向 余弦矩陣CtUD和仏），計算t k時刻主MJ坐標系下InSAR的基線矢量r7(〇,公式如下：
[0063] (2)利用tk時刻主P0S輸出的姿態矩陣(%)，計算tk時刻地理坐標系下InSAR基線矢量ZK(^)，公式如下：
[0065] 式中，lE(tk)、lN(tk)和lu(tk)分別表不tk時刻基線矢量公私.)的東向分量、北向分量 和天向分量;C: ft)的表達式如下所示：
[0067]式中，ik(tk)、0M(tk)和y M(tk)分別為tk時刻主P0S輸出的航向角、俯仰角和橫滾 角；
[0068] 5、重復步驟2至4，直至分布式P0S數據處理結束。
[0069]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1. 一種基于分布式POS的機載雙天線InSAR基線計算方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 利用激光全站儀，通過測量點坐標的方式獲得主IMU坐標系下兩個SAR天線等效安 裝點坐標、主IMU坐標系下左右兩個子IMU測量中心坐標以及兩個SAR天線相位中心坐標，主 MU坐標系下左右兩個子頂U分別記為子頂U1和子頂U2;利用分布式P0S初始對準，計算to時 刻子MU 1與主MU之間的相對航向角(Z。）、俯仰角故^仏)和橫滾角義丨,(/。）以及子MU2與 主MU之間的相對航向角〇。）、俯仰角〇隊)和橫滾角以仏）；計算主MU坐標系下兩個 子頂U與對應SAR天線等效安裝點之間的旋轉桿臂If和If、兩個SAR天線等效安裝點之間固 定桿臂以及子MU坐標系下兩個子頂U與對應SAR天線之間的桿臂和私^ ; (2) 利用步驟（1)得到的to時刻兩個子頂U與主頂U之間的相對姿態角，以及tk時刻主P0S 和兩個子IM U輸出的姿態角，計算t k時刻子IM U1與主IM U之間的相對航向角變化量 A仏）、俯仰角變化量)和橫滾角變化量仏）以及子MU2與主頂U之間的相對 航向角變化量A)、俯仰角變化量仏）和橫滾角變化量仏）； (3) 利用步驟（1)得到的旋轉桿臂石f和以及步驟（2)得到的相對姿態角變化量 也）、和Ar匕(U以及輕3幾-）、，計算tk時刻兩個子頂U 測量中心在主MU坐標系下的相對位置變化矢量Aff (^)和AZf仏）； (4) 利用步驟（1)計算得到的旋轉桿臂年和為\兩個SAR天線等效安裝點之間的固定桿 臂野、兩個子頂U坐標系下對應子頂U與對應SAR天線之間的桿臂和￡匕、步驟(3)得到的 兩個子IMU測量中心在主IMU坐標系下的相對位置變化矢量札)和<仏），以及t k時刻 主頂U輸出的姿態矩陣，計算tk時刻地理坐標系下InSAR的基線￡"(&); (5) 重復步驟(2)至步驟(4)，直至分布式P0S數據處理結束。2. 根據權利要求1所述的一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方法，其特 征在于步驟(1)具體實現為： (1) 子MU1和子MU2分別對應著1#SAR天線和2#SAR天線，SAR天線的等效安裝點為連接 桿與飛機機體安裝部位的幾何中心點，初始標校通過激光全站儀測量點坐標的方式完成； 通過標校獲得主頂U坐標系下1#SAR天線等效安裝APi坐標(<KK()，2#SAR天線等效安 裝點P 2坐標;獲得主頂U坐標系下子頂U1測量中心&坐標丨,2)(),子頂U2 測量中心〇2坐標(dvg,z2);主IMU坐標系下1 #SAR天線相位中心Si坐標(OK)，2# SAR天線相位中心S2坐標； (2) 通過分布式POS初始對準，獲得to時刻主MU的航向角ik(t〇)、俯仰角0M(t〇)和橫滾角 丫[?(如），子頂1]1的航向角如(如）、俯仰角0 1(如)和橫滾角71(如），子頂1]2的航向角11)2(如）、俯 仰角 02(t〇)和橫滾角y 2(t〇)，進一步計算to時刻子IMU1與主IMU之間的方向余弦矩陣CHO。） 以及子頂U2與主頂U之間的方向余弦矩陣C^(U,計算公式如下： 根據得到的方向余弦矩陣和eg隊），即可計算得到to時刻子IMU1與主IMU之間 的相對航向角(U、俯仰角成^(U、橫滾角ft (U，子MU2與主IMU之間的相對航向角 K )、俯仰角C K)、橫滾角W );(3 )計算主I M U坐標系下，0 i點與P i點之間旋轉桿臂，的公式為： C 4 4 M T，0 2點與P 2點之間旋轉桿臂貧的公式為： 藎=[<2-端#計算Pi點與h點之間固定桿臂砹的公式為： 砹4 4-4]%計算子MU1坐標系下，(h點與Si點之間桿臂砹i的公 式為:J，ff - W -d]T，以及子MU2坐標系下，02點與S 2點之間 桿臂￡匕的公式為:總;2 = eg (&). [4 - $義-# 4 - zg ]。3.根據權利要求1所述的一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方法，其特 征在于步驟(2)中：計算tk時刻子IMU1與主IMU之間的相對航向角變化量A^^)、俯仰角 變化量A 隊）、橫滾角變化量A ^)以及子IM U 2與主IM U之間的相對航向角變化量 、俯仰角變化量aO(4)、橫滾角變化量仏），過程如下： (1)利用tk時刻主MU輸出的航向角％(tk)、俯仰角0M(t k)和橫滾角yM(tk)、子MJ1輸出 的航向角Mtk)、俯仰角eKtk)和橫滾角yKtk)以及子IMU2輸出的航向角ih(tk)、俯仰角02 (tk)和橫滾角y2(tk)，計算tk時刻子mil與主MU之間的方向余弦矩陣C^(G)和子MU2與 主MU之間的方向余弦矩陣h)公式如下：根據得到的方向余弦矩陣￡=仏）和認），即可計算得到tk時刻子MU1與主頂U之間 的相對航向角(4)、俯仰角沒仏化）、橫滾角),子IMU2與主IMU之間的相對航向角 (U、俯仰角C (U、橫滾角A (心）； ⑵利用tk時刻的相對姿態角<匕）、C(U、心(4)和^(4)、C(U、A化)以 及to時刻的相對姿態角吃丨匕）、和7=仏）、化ku、r=(U，計算h時 刻子頂U1與主MU之間的相對航向角變化量A仏）、俯仰角變化量、橫滾角變化 量仏）以及子IMU 2與主IMU之間的相對航向角變化量A 仏）、俯仰角變化量 AC(U、橫滾角變化量Ar二(4),計算公式如下：4.根據權利要求1和3所述的一種基于分布式P0S的機載雙天線InSAR基線計算方法，其 特征在于步驟(3)中，利用步驟（1)得到的旋轉桿臂If和計算tk時刻子MU1與主MU的 相對位置變化矢量A右7 (^)和子頂U2與主頂U的相對位置變化矢量 < 仏）的公式如下：式中，X表示向量的叉乘運算。5.根據權利要求1和3所述的一種基于分布式POS的機載InSAR基線計算方法，其特征在 于步驟(4)中，計算tk時刻分布式POS所處的地理坐標系下InSAR的基線矢量的過程如 下： (1) 利用桿臂砹P #、0、鳥7、巧2以及方向余弦矩陣和仏），計算tk時 亥IJ主頂U坐標系下InSAR的基線矢量嚴h )，公式如下：(2) 利用tk時刻主POS輸出的姿態矩陣計算tk時刻地理坐標系下InSAR基線矢量 fog，公式如下：式中，lE(tk)、lN(tk)和lu(tk)分別表不tk時刻基線矢量)的東向分量、北向分量和天 向分量;仏）的表達式如下所示：式中，ik(tk)、0M(tk)和yM(tk)分別為tk時刻主POS輸出的航向角、俯仰角和橫滾角。
【文檔編號】G01S13/90GK106054185SQ201610344264
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】房建成, 盧兆興, 宮曉琳, 曹全, 李建利, 劉剛, 張帥
【申請人】北京航空航天大學