Joint Estimation of Absolute Attitude and Size for Satellite Targets Based on Multi-Feature Fusion of Single ISAR Image

逆合成孔径雷达 计算机科学 合成孔径雷达 人工智能 卫星 遥感 计算机视觉 雷达 雷达成像 算法 地质学 工程类 电信 航空航天工程
作者
Jiadong Wang,Yachao Li,Ming Song,Mengdao Xing
出处
期刊:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:60: 1-20 被引量:8
标识
DOI:10.1109/tgrs.2022.3159345
摘要

It is challenging to estimate satellite targets’ absolute attitude and size with limited observational data. This article proposes an innovative way to jointly estimate satellite targets’ absolute attitude and size in the 3-D stable coordinates based on inverse synthetic aperture radar (ISAR) image interpretation with only one image. By taking advantage of the rectangular solar panels commonly equipped on satellites, this article extracts solar panel’s principal components, line features, and phase features of single ISAR imagery with principal component analysis (PCA), radon transform (RT), and minimum-entropy (ME)-based autofocus method, respectively. The projection relationship between these features and the absolute attitude and size of the satellite are established separately. Through multi-features fusion, a joint parameter estimation optimization function is established. This optimization is solved iteratively by the quasi-Newton method. The attitude and size parameters can be estimated simultaneously and rapidly, realizing the satellite state estimation under limited observation data. The excellent performance of the proposed algorithm is verified through different experiments.
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