基于时间误差补偿的HJ-1C卫星几何定位改进

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1、航天返回与遥感第35卷第2期76SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年4月基于时间误差补偿的HJ-1C卫星几何定位改进121姚玉林张妍陈琦（1中国资源卫星应用中心，北京100094）（2中国空间技术研究院，北京100094）摘要利用距离多普勒算法对HJ-1C（“环境一号”C）卫星图像进行定位，其初始定位精度为1100~1400m，不能很好地满足实际应用的需要。进一步分析后发现，HJ-1C卫星图像几何定位误差主要分布在方位向，通过对影响HJ-1C卫星几何定位精度的因素进行分析，得出合

2、成孔径雷达（SyntheticApertureRadar,SAR）时间误差是影响几何定位的关键因素，因此文章提出通过时间误差补偿提高HJ-1C卫星几何定位精度。该方法首先计算SAR时间误差，然后对SAR载荷时间进行补偿，最后利用距离多普勒算法进行定位，并对HJ-1C卫星图像进行了验证。结果表明，HJ-1C卫星定位精度提高到300m左右，得到了有效的改进。关键词“环境一号”C卫星合成孔径雷达影像时间误差补偿距离多普勒定位中图分类号:TP75文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)02-0076-05DOI

3、:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.02.011LocationImprovementofHJ-1CSatelliteBasedonTimeErrorCompensation121YAOYulinZHANGYanCHENQi（1ChinaCentreforResourceSatelliteDataandApplication,Beijing100094,China）（2ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100094,China）AbstractRang

4、eDoppleralgorithmisusedforimagelocationofHJ-1Csatellite.Theinitiallocationaccuracyisabout1100~1400m,whichcannotmeettheneedsoftheapplicationproperly.Furthermore,azi-mutherroristhemajorlocationerrorofHJ-1Cimage.ByanalyzingtheimpactfactorsontheHJ-1Csatellitelocati

5、onaccuracy,itisconcludedthattimeerroristhemostcriticalfactoraffectingthegeometriclocation.Sothetimeerrorneedstobecompensated.FirstSARtimeerrorsneedbecalculatedandcompensated.Secondly,rangeDoppleralgorithmisusedforlocation.FinallythemethodisverifiedbyHJ-1Csatell

6、iteimages.There-sultsindicatethatlocationaccuracyofHJ-1Csatelliteisimprovedfrom1100~1400mtoaround300m.KeywordsHJ-1Csatellite;syntheticapertureradarimages;timeerrorcompensation;rangeDopplerlocation0引言HJ-1C（“环境一号”C）卫星是我国第一颗民用合成孔径雷达卫星，HJ-1C与HJ-1A、HJ-1B组成了[1]环境减灾卫星

7、星座，其主要目的是对环境和自然灾害进行监测。HJ-1C卫星全天候、全天时的工作能收稿日期：2013-11-15基金项目：全国陆地观测卫星地面处理系统项目第2期姚玉林等:基于时间误差补偿的HJ-1C卫星几何定位改进77力有效弥补了光学卫星的不足。在实际的应用过程中，合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar,SAR）图像几何定位起到至关重要的作用。[2]目前国内外采用的SAR几何定位构像模型主要有4种：1）前苏联导出的数学模型，理论上比较严密，但该模型过于复杂；2）文献[3]提出的数学模型，该模型考虑了

8、传感器外方位元素中的线元素变化，但未顾及角元素的变化；3）文献[4]提出的平距投影的雷达图像数学模型，该模型将距离投影和侧视几何成像关系转化为多中心投影的透视几何关系，类似于摄影测量中的共线方程，便于应用；4）文献[5]提出的距离多普勒几何定位模型，利用地球模型方程、SAR斜距方程、SAR多普勒方程对图像像素进行定位，并完成了SAR图像自动校正