基于路徑跟蹤和雙波長干涉的相位解纏研究.pdf

1、相位中包含大量有用的信息。例如，在干涉合成孔徑雷達技術中，相位對應著地面的高程信息;在光學測量技術中，相位對應著物體的三維形貌特征;在磁共振成像技術中，相位對應著臨床相關的生理參數(shù)信息。然而，在這些技術中所獲得的相位一般不是真實的連續(xù)相位信息，而是經(jīng)過反三角函數(shù)運算得到的位于某周期（如（-π，π]）內的纏繞相位。要想獲得真實的連續(xù)相位信息，就必須尋找丟失的周期個數(shù)。從纏繞相位中恢復出原始連續(xù)相位，這一過程即為相位解纏(Phase Unw

2、rapping)，也稱相位展開、相位解卷繞或相位解包裹。相位解纏在干涉合成孔徑雷達、光學測量和磁共振成像等方面的研究中都具有非常重要的意義。
　　在過去的幾十年中，相位解纏問題得到了國內外學者廣泛的研究，各種工程數(shù)學方法都被用于相位解纏當中，并涌現(xiàn)出多種不同的相位解纏算法。這些方法大致可以分為兩大類:一類為基于路徑跟蹤的相位解纏算法（局部法），另一類為基于最小范數(shù)的相位解纏算法（全局法）。但是，在實際應用當中，噪聲和欠采樣等問題使

3、得相位解纏成為了一個不容易解決的問題。至今仍然沒有任何一種工程數(shù)學方法可以完全解決相位解纏中的這些問題，各種算法求得的只是近似解。
　　本文針對常用的相位解纏算法進行了研究，論文的主要工作和成果如下:
　　(1)系統(tǒng)地介紹了相位解纏的國內外研究現(xiàn)狀。針對基于路徑跟蹤和基于最小范數(shù)的相位解纏算法當中比較常用的數(shù)值方法進行了研究，并詳細地分析了各類算法的原理、思想、優(yōu)缺點及其適用的條件。
　　(2)針對枝切法相位解纏算法的

4、原理和存在的問題，利用枝切問題和旅行商問題的等價性，提出了使用多種群遺傳模擬退火算法對Goldstein相位解纏算法的枝切線安置策略進行改進和完善，從而有效地減少了枝切線的總長度，避免了經(jīng)典枝切法在設置枝切線時易出現(xiàn)大范圍“孤島”的現(xiàn)象。并通過模擬實驗和真實實驗驗證了該方法的有效性。
　　(3)由于噪聲和欠采樣等原因，相位數(shù)據(jù)不滿足數(shù)值方法中連續(xù)性的要求，導致很難實現(xiàn)精確的解纏。另外，數(shù)值方法不能處理階躍型物體。為了克服這些缺陷，