星載合成孔徑雷達(dá)干涉成像的信息處理方法研究.pdf

1、干涉合成孔徑雷達(dá)(InSAR)成像技術(shù)是在合成孔徑雷達(dá)(SAR)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的雷達(dá)成像技術(shù)。它既繼承了SAR的全天候、大范圍、有一定穿透能力等優(yōu)點(diǎn)，又具有對(duì)目標(biāo)三維地貌進(jìn)行高精度成像、對(duì)目標(biāo)地面的慢速動(dòng)目標(biāo)和地殼微小移動(dòng)作高精度檢測(cè)等的能力。因此，該技術(shù)在軍事、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，有著極其廣泛的應(yīng)用。 論文首先介紹了星載合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量三維成像技術(shù)的發(fā)展歷程，簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)干涉合成孔徑雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀。論述了干涉合成孔徑雷達(dá)

2、三維成像的基本原理。分析了合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量系統(tǒng)模型，說明了星載InSAR獲取地形信息的數(shù)據(jù)處理流程和合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量技術(shù)。 論文在研究了干涉數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行相關(guān)配準(zhǔn)、最大譜配準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種將相關(guān)配準(zhǔn)與最大譜配準(zhǔn)相結(jié)合的配準(zhǔn)方法。在滿足配準(zhǔn)要求的條件下，減少了配準(zhǔn)計(jì)算的工作量，并通過截取真實(shí)SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。論文分析了配準(zhǔn)誤差來源，給出了相干系數(shù)和干涉相位方差、干涉相位的概率密度分布

3、之間的關(guān)系，以有效衡量?jī)煞鵖AR圖像的配準(zhǔn)精確度。 論文論述了InSAR成像技術(shù)中干涉紋圖的平地效應(yīng)形成的原因，在簡(jiǎn)述消除平地效應(yīng)常用方法的基礎(chǔ)上，基于時(shí)域內(nèi)乘以復(fù)指數(shù)的原理，提出了一種采用多次樣條插值算法求取精確的平均空間頻率，較好地達(dá)到消除平地效應(yīng)的目的。實(shí)驗(yàn)表明：該算法與常用的消除平地效應(yīng)方法相比較，能夠更好地減少干涉相位圖中的殘差點(diǎn)。 論文分析了干涉紋圖的噪聲來源和干涉紋圖的特性。根據(jù)常用的圓周中值濾波方法和圓周

4、均值濾波方法，從小波變換理論出發(fā)，將小波分析和小波包分析應(yīng)用于干涉紋圖的濾波中，提出了一種基于小波分析和中值濾波相結(jié)合的濾波方法。并利用該方法對(duì)實(shí)際的干涉紋圖數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，給出了將小波分析和中值濾波相結(jié)合方法用于干涉紋圖濾波和小波包分析用于干涉紋圖濾波的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明該方法在減少殘差點(diǎn)和保持干涉相位圖的邊緣細(xì)節(jié)方面具有有效性。 論文研究了經(jīng)典的分支切割相位解纏算法和最小二乘相位解纏算法。在分析經(jīng)典的分枝切割相位解纏方法的基礎(chǔ)

5、上，針對(duì)分枝切割算法的特點(diǎn)，提出了一種旨在加快形成分枝切割線速度的基于映射的分枝切割相位解纏的改進(jìn)算法。實(shí)驗(yàn)證明了該算法形成分枝切割線所需計(jì)算時(shí)間比采用經(jīng)典的分枝切割相位解纏方法形成分枝切割線所需時(shí)間大大減少，而兩種方法的解纏效果基本相同。同時(shí)，論文還分析了獲取相對(duì)數(shù)字高程模型(DEM)的方法。 論文利用自主開發(fā)的InSAR數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)德國(guó)歐洲空間局(ESA)提供兩對(duì)ERS-1/2串行SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行了三維成像實(shí)驗(yàn)，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)