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雷达对地观测是人类获取地球空间信息的重要手段之一,在国民经济和国防中有着重要的作用。星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为主动式微波遥感器,具有全天时、全天候、成像范围广阔和穿透力强等优点,是现代雷达技术的重要发展方向之一。合成孔径雷达与光学传感器的中心投影成像方式不同,是侧视成像方式,存在严重的地形引起的几何畸变,这些畸变使得雷达影像的应用前景受到了严重的阻碍,而且对SAR影像的几何校正也造成了很大的困难。如何将SAR影像精确的投影到规定的参照系统中,准确消除原始影像所存在的几何畸变是SAR影像处理和应用的一项关键技术。
目前SAR影像几何校正多是基于物理模型的。即严格成像模型。这种模型的处理技术已趋向成熟,定位精度比较高,但这种模型涉及传感器的物理结构、成像方式及各种成像参数,为了参数信息的保密性,一些提供方只使用有理函数模型,并向用户提供RPC的参数,即有理多项式系数。RPC模型是一种数学意义上的成像几何模型,它独立于传感器和平台,建立地面任意坐标与影像空间的关系,已经有许多研究者用RPC模型针对光学遥感影像做了大量的研究。
本文以ENVISAT高分辨率SAR影像为例,在总结雷达影像严格成像几何模型基础上,系统开展了通用成像几何模型-RPC模型理论研究、基于DEM的RPC模型参数求解算法研究,以及基于RPC模型的合成孔径雷达卫星遥感影像的几何处理和精度纠正研究,并针对不同的RPC模型、不同格网数和不同高程分层数做了一系列实验,详细论述了算法设计和功能模块的开发,最后分析各组实验的精度,得出最佳的参数选择方式,并将处理结果与严格成像模型结果作对比。最终在对比分析一系列实验结果基础上,对其进行精度评定,验证了RPC模型用于SAR影像几何校正的可行性。