赵建辉田军锋左宪禹李 宁

(1.河南省大数据分析与处理重点实验室， 河南开封 475004； 2.河南大学计算机与信息工程学院， 河南开封 475004)

0 引言

随着SAR(Synthetic Aperture Radar)技术的发展，SAR图像在军事和国民建设中都发挥着日益重要的作用。但是，受地形的影响和斜视成像的原因，SAR图像总是存在不同程度的几何畸变，在应用之前需要作几何校正。目前，在星载SAR图像的几何校正中广泛使用距离-多普勒(Range Doppler，RD)模型，国内外的一些学者研究了该模型的近似解法[1-5]。

几何校正中可能的误差来源有卫星星历误差、系统成像参数误差、DEM(Digital Elevation Model)误差[6-7]，以及定位方程的误差[8]和解算误差。星历数据和系统成像参数由卫星公司提供，由SAR图像元数据直接给出，其误差没有办法通过算法进行弥补，需要其他数据(例如DEM或控制点)辅助修正[9-11]。因DEM产生的定位误差与DEM数据本身的精度和地形都有关，地形越平坦定位精度受其影响越小，反之越大。定位方程的解算中可能会产生较大误差的主要因素是卫星轨道的拟合和插值。

本文分析了RD定位模型的建立和几何校正中该模型的解算过程，探讨了影响定位精度的两个主要因素：高程、轨道的拟合与插值。目前能公开免费获取的高程数据并不少，但全球覆盖的不多，常见的有ASTGTM2[12]、SRTM4.1[13]和GMTED2010[14]，标称分辨率为30，90和250 m，从有关文献的比较来看，垂直精度依次升高。在我国东部平原，垂直精度也有类似的表现[15]。常用的卫星轨道拟合与插值方法是多项式直接法和拉格朗日法。本文以一景高分辨率TerraSAR-X图像的几何校正为基础，分析和验证了上述三种DEM和两种轨道插值算法对定位精度的影响。……