机载干涉合成孔径雷达数据处理方法研究

针对机载InSAR的大下视角和高分辨率,干涉图中小阴影区域多,提出了一种幅度非统计滤波和相位统计滤波的联合滤波方法,来提高机栽InSAR干涉相位图的相干性.针对大规模相位图分块相位展开给出了一种图像拼接的代价函数.对机载双天线单航过实测数据的处理结果,证明了滤波方法的有效性.经过滤波之后,相位质量明显改善,分块展开干涉相位图,最后利用代价函数拼接得到机载InSAR实测数据完整的相位展开图.     

基于支持向量机的InSAR干涉图相位解缠法

提出了一种基于支持向量机的InSAR干涉图区域分割相位解缠法,以支持向量机为分类工具,利用干涉图中的残差点、相位导数方差等相位属性对干涉图中像元分类,把干涉图分割成高质量非掩模区域和低质量掩模区域.先用改进的Itoh方法对非掩模区域解缠,然后应用区域生长策略对掩模区域解缠.最后用真实的和模拟的干涉相位图试验表明算法比现有的传统算法如枝切法等InSAR干涉图相位解缠方法更有效.     

基于最小不连续的分块相位解缠算法

相位解缠是干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)和干涉合成孔径声纳(interferometric synthetic aperture sonar, InSAS)数据处理中极其关键的步骤。针对大块干涉图的解缠效率低下的问题,提出了一种基于最小不连续的分块相位解缠方法。首先根据干涉相位图计算相位质量图,并按照质量阈值将干涉相位图分成高、低质量区域|然后将大块干涉图分成规则小块干涉图,采用带权重的最小不连续相位解缠算法同时对小块干涉图进行相位求解|最后在不同子数据解缠相位块的高、低质量区域之间进行最小不连续优化,求解最终解缠相位,并以并行编程标准OpenMP为基础对分块解缠算法进行了并行化。通过对InSAR和InSAS干涉图的解缠实验验证了分块相位解缠算法的正确性和高效性。     

基于联合像素模型的InSAR干涉相位稳健性估计

针对InSAR处理中存在图像配准误差时,由特征值估计噪声子空间维数失效的问题,提出了一种基于干涉相位和特征向量构造的投影矢量来确定噪声子空间维数,进而估计InSAR干涉相位的方法.该方法在图像存在配准误差时,不仅能够准确地估计出噪声子空间的维数,同时增强了联合像素方法估计干涉相位的实用性和稳健性.通过仿真数据和实测数据的处理结果验证了方法的有效性.     

INSAR理想干涉相位计算的快速方法及精度分析

理想干涉相位图是指通过场景DEM数据、SAR图像对以及雷达观测参数得到的无噪声的仿真干涉相位图,它在InSAR处理过程的应用前景越来越广泛.详细地阐述了一种快速生成理想干涉相位图的方法,并从理论上分析了该快速算法的精度,最后针对网格节点和圆锥场景分别进行了仿真,验证了该方法的可行性.     

星载寄生式InSAR系统DEM重建问题

数字高程模型DEM重建是星载寄生式干涉合成孔径雷达InSAR信号处理的重要一步,是利用干涉图和卫星参数等来求解地面高程及位置。针对星载寄生式InSAR构成为双站的特点,在重建方法上进行了相应改进。通过分析重建方程组可知,重建高程精度对系统基线误差很敏感,对此提出了利用控制点来减小基线误差对重建高程精度的影响,并进行了定量分析。     

多频-多基线MIMO InSAR及其性能分析

研究了一种基于多发多收技术的多通道干涉合成孔径雷达工作模式(MIMO InSAR)。该模式将多通道干涉合成孔径雷达中常用的多频技术与多基线技术相结合,通过多发多收技术形成比物理接收相位中心数量更多的等效接收相位中心,从而增加了独立干涉相位的数量,提高了高程估计的可靠性和精度。从理论上对MIMO InSAR模式的性能进行了分析,并通过数值仿真验证了该工作模式的良好性能。     

雷达斜视干涉测量特性分析

为获得雷达波束斜视时InSAR成像的特点,对系统仿真提供理论指导,修正了传统InSAR的成像原理,推导了SAR图像几何校正后斜视角对InSAR干涉相位图的影响,并给出了平地效应条纹变化和地形高度效应的解析表达式,仿真验证了斜视InSAR和正侧视InSAR的差异.     

基于回波数据的机载双天线InSAR运动补偿

基于定位定向系统(position and orientation system,POS)测量数据实现补偿不适用于基线非刚性的系统,因而研究了基于回波数据的干涉相位误差补偿方法——频谱分割方法,分析了干涉相位误差与载机姿态变化造成的斜距误差之间的关系,阐明了算法原理及适用条件.分析了算法的关键参数对补偿精度的影响,提出定量化的选取标准.基于相位误差随距离向变化的模型,改善了算法精度,给出了算法流程.最后利用该算法处理了实际机载双天线InSAR数据,结果表明该方法具有较高的精度,可以在缺乏测量数据的情况下完成干涉相位误差补偿.     

基于InSAR构型的地面运动目标检测与测速方法

提出了一种基于干涉合成孔径雷达构型的地面运动目标检测及测速定位新方法。该方法在高程相位和动目标相位耦合的情况下,充分利用相应像素对及其相邻像素对的相干信息进行高度补偿从而进行动目标参数估计。针对干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）系统中由于长垂直基线导致杂波自由度随地形起伏大大增加等杂波抑制问题,在处理过程中引入了联合像素法,进一步提高了动目标检测和测速精度。通过仿真验证了该方法的有效性。     

TSP理论在二维相位解缠的应用

干涉合成孔径雷达（interference synthetic aperture radar, InSAR）是根据两幅合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）图像对应像素点之间的绝对相位差所反映的距离差来获得目标高度的,但由干涉孔径雷达相位图像的相位差被限制在(-π,π］之间,因此模糊相位的展开是干涉合成孔径雷达信号处理的关键步骤之一。但由于噪声、欠采样等因素的影响,精确的相位展开变得非常困难,而路径跟踪法是一种重要的相位解缠方法,〖JP3〗在路径跟踪法中,建立枝切线的长度越短解缠效果最好,因此如何建立枝切线十分重要,本文利用旅行商问题中求解最短路径的方法,提出一种利用改进的遗传算法建立连接正负残差点的最短枝切线,可以有效地避免在解缠过程中“孤岛现象”出现。     

干涉合成孔径雷达成像技术的研究

通过对干涉合成孔径雷达（ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍ ｅｔｉｃ Ｓ Ａ Ｒ）成像处理中解相位模糊和地形转换问题的研究,给出了一种有效的相位解模糊的方法,该方法具有良好的稳定性和较小的误差,且无误差传递。另外,提出了一种如何将干涉相位转换成地形高度的方法,该方法提高了干涉相位与地形高度之间的转换精度。利用美国 Ｎ Ａ Ｓ Ａ 提供的三峡地区的 Ｌ 波段的 Ｓ Ｉ Ｒ Ｃ的并行轨道数据,结合所提的方法,得到了局部区域的相对高度图。     

星载双基地SAR干涉测高误差分析

针对星载双基地SAR干涉测高的新特点,给出了“空间基线”、“变基线”下的干涉测高原理,建立了绝对高程误差模型和相对高程误差模型。从提高测高精度、优化系统设计的角度出发,分析了相对高程和绝对高程测量精度受基线形式的影响,给出具有一般性意义的测高误差关于空间基线姿态的二维分布全貌图,分析了图中误差极点走廊和两类优良点的位置和相应的物理意义。将误差分布图用于指导辅星相对轨道设计,证明了该图对基于测高性能的辅星轨道优化设计具有重要意义。     

无网格算法在相位展开中的应用

缠绕相位的展开是分析干涉合成孔径雷达数据的关键步骤,提出了一种利用无网格法进行相位展开的算法。该算法首先通过径向点插值无网格法计算出相位在划定支持域内的近似函数,然后在最小二乘意义下通过计算待展开相位点在支持域范围内的局部最佳近似值进行相位展开。由于结合了最小二乘法和无网格法的优点,该方法对于干涉图中质量较低区域同样可以进行有效相位展开,同时在很大程度上防止了误差的传递。最后通过仿真数据及实测数据验证了该算法的有效性。