非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高分辨InSAR數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究.pdf

1、干涉合成孔徑雷達(dá)（Interferometric Synthetic Aperture Radar）是大面積快速精確獲取三維地形信息的重要手段。為適應(yīng)快速響應(yīng)需求和大型星載平臺(tái)項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法驗(yàn)證的需要，搭載在飛機(jī)和汽車(chē)等非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的InSAR系統(tǒng)在現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的研究和發(fā)展中得到了越來(lái)越廣泛地重視。這類(lèi)平臺(tái)上的InSAR系統(tǒng)響應(yīng)迅速、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)且成本控制合理，但是數(shù)據(jù)錄取過(guò)程中的非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)給InSAR數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本文針

2、對(duì)非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái) InSAR系統(tǒng)，結(jié)合InSAR技術(shù)高分辨率的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)InSAR數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行研究，并根據(jù)工程化處理的需求，研究了InSAR數(shù)據(jù)處理的并行加速處理技術(shù)。具體的工作包括以下內(nèi)容：
　　1.研究了非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高分辨InSAR成像處理及其運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法。根據(jù)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)說(shuō)明了現(xiàn)有實(shí)測(cè)處理數(shù)中使用POS數(shù)據(jù)確定實(shí)際航跡和“理想”航跡的方法，給出了如何計(jì)算干涉處理需要的參考航跡參數(shù)信息和完整的非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)

3、平臺(tái)高分辨InSAR成像處理流程。
　　2.通過(guò)對(duì)大量實(shí)測(cè)車(chē)載SAR/InSAR數(shù)據(jù)的處理和分析，總結(jié)了車(chē)載InSAR數(shù)據(jù)處理的實(shí)際問(wèn)題，分析了車(chē)載SAR/InSAR系統(tǒng)對(duì)山觀測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)錄取幾何，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)給出了基于先驗(yàn)地形信息獲取車(chē)載SAR/InSAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參數(shù)的方法，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果驗(yàn)證了給出的斜距差計(jì)算方法和InSAR成像處理流程。
　　3.針對(duì)機(jī)載單航過(guò)InSAR系統(tǒng)，特別是“一發(fā)雙收”干涉模式，研究了成

4、像處理過(guò)程中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償需要的斜距差的獲取方法，根據(jù)給出的斜距差計(jì)算方法和成像處理流程對(duì)機(jī)載實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，獲得了良好的聚焦效果并能夠?qū)⒒€(xiàn)補(bǔ)償為恒定矢量，提取的干涉條紋表明了此處理流程獲得的單視復(fù)SAR圖像對(duì)可以滿(mǎn)足后續(xù)干涉處理的要求。
　　4.在研究了InSAR干涉處理關(guān)鍵處理步驟及其典型算法的基礎(chǔ)上，分析了非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高分辨InSAR干涉處理需要考慮的新問(wèn)題，給出了非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高分辨InSAR干涉處理的流程。針對(duì)傳統(tǒng)逐點(diǎn)

5、InSAR定位處理速度慢的問(wèn)題，提出了一種基于遞推公式的InSAR定位新方法。最后對(duì)實(shí)測(cè)的機(jī)載和車(chē)載高分辨率InSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行了干涉處理，驗(yàn)證了給出的處理流程在工程實(shí)踐中的可靠性，得到了細(xì)節(jié)信息清晰的原始DEM。
　　5.針對(duì)雷達(dá)分辨率提升等因素造成的InSAR數(shù)據(jù)量增大、數(shù)據(jù)處理時(shí)間顯著增加的問(wèn)題，研究了加速I(mǎi)nSAR數(shù)據(jù)處理的并行處理方法，使用OpenMP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多核CPU多線(xiàn)程處理，使用CUDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了CPU+GPU并行