编队飞行InSAR的平地效应与地形高度效应分析

在编队飞行条件下，推导了InSAR干涉相位特性与平地之间的关系以及相位特性与地形高度之间的关系，定量分析了平地效应对相位的影响以及地形高度对相位的影响．平地与地形高度二者共同影响了InSAR信号的相位，因此相位表达式可以写成二个偏导数的和的形式．以圆锥体为例仿真了地面场景，在不同视角，不同雷达波长，不同基线长度的条件下做了仿真，仿真实验的结果与理论分析的结果一致．     

基于曲面投影的毫米波InSAR数据成像方法

与其它波段相比,毫米波系统具有体积小、重量轻、分辨率高等优点,成为近几年InSAR技术的研究热点。但因其波长短,毫米波InSAR对平台运动轨迹测量精度要求更高,非理想运动情况下传统成像方法数据处理及干涉相位提取困难,另外传统方法基于平面投影成像,在地形陡变时干涉相位缠绕和目标几何畸变较严重。为了解决传统方法在毫米波InSAR成像的以上不足,该文提出了一种基于曲面投影的毫米波InSAR成像方法,将不同通道回波数据投影到相同地形高程曲面上进行成像及干涉相位提取,并推导了曲面下地形高程与干涉相位的关系。仿真和实测数据结果验证了该文方法的有效性,结果显示该方法在平台非理想运动下较传统算法获得更好的InSAR成像和干涉相位质量,且减小了地形高程起伏引起的几何畸变及干涉相位缠绕,更有利于毫米波InSAR图像地形特征描述及高程提取。      

InSAR数字地形高度图的生成研究

干涉合成孔径雷达（InSAR)成像处理中，干涉相位图在相位展开之后，还需作相位高度转换和数字地形高度图（DEM）的校准处理，本文基于InSAR成像原理的一种新的近似描述，按照不同的物理意义将干涉相位差分成三个不同的分量，然后据此讨论了从三维相位图到DEM的转换以及DEM的校准处理，仿真结果验证了该方法的正确性。     

基于模拟数据的极化干涉SAR成像研究

干涉SAR(InSAR)是提取地形高度信息的新技术,本文主要研究利用不同的极化信息进行InSAR三维成像技术.文中分析了多极化信息进行InSAR成像的过程与算法,利用棒的极化散射特性,模拟了极化InSAR数据,验证了多极化InSAR成像模型和算法,并分析比较了多极化InSAR与单极化InSAR的成像结果,结果表明多个通道的极化InSAR成像可以有效地减小噪声干扰,更好的恢复高度信息.     

欺骗干扰对INSAR复图像配准的影响分析

干涉式合成孔径雷达(INSAR)利用SAR图像对获得观测区域的高程信息,其准确性与SAR图像对的相关性有着密切的联系.受到干扰的SAR图像对间相关性会发生变化,这将直接影响INSAR的成像处理结果.该文首先阐述了间歇采样转发干扰、弹射式干扰的原理,分析了其对主辅天线回波信号相位的影响;接着计算机仿真了两种干扰条件下的复图像对配准情况;然后通过配准相关系数特性及干涉相位图质量分析了两种干扰方式对INSAR复图像对配准的影响,结论如下:间歇采样转发干扰能够破坏复图像对的相关性;弹射式干扰条件下,SAR图像对仍能保持较高的相干性,但SAR图像对配准后形成的干涉相位纹图所代表的地形与真实地形存在较大差异,即与间歇采样转发干扰相比,弹射式干扰对InSAR具有更强的欺骗效果.     

基于BP算法和时变基线的机载InSAR数据处理方法研究

该文首先系统分析了传统机载InSAR数据处理方法由于波束中心近似和地形高程未知导致的相位误差问题,以及该相位误差对成像质量和高程精度造成的影响。其次,提出了基于BP算法和时变基线的机载InSAR数据处理方法,解决了波束中心近似带来的问题,并通过时变基线的干涉处理方法减小了地形高程未知导致的高程误差。最后,通过仿真分析验证了该方法的有效性。     

InSAR中基线精度要求的探讨

基线是合成孔径雷达干涉测量中的一个重要参数。基线长度和倾角的微小误差，都可能引起大幅度的地形高度误差。根据测量相位不定性引起的高度误差，分析了垂直基线与地形高度灵敏度的关系，并推导了垂直基线与高度模糊数的关系式。通过基线长度和倾角不定性引起的高度误差，分别估算了InSAR对基线长度和倾角精度的要求，并给出了高度估计误差对基线误差的灵敏度，最后通过ERS数据进行了仿真，并得出了三点结论。     

正交长基线毫米波InISAR运动目标三维成像

提出了一种基于差频测角定位、等效去平地相位和模糊数估计相结合的相位解缠方法.根据波束指向信息在差频下干涉测角,对目标进行粗定位;然后借鉴干涉合成孔径雷达(InSAR)中的去平地相位技术,实现等效去平地相位,缓解相位解缠压力;最后对模糊数进行统计估计,完成相位解缠.实际数据处理结果表明,该方法不仅解决了目标尺寸较大引起的相对相位缠绕问题,而且可以获得目标的绝对相位,实现了对运动目标的三维定位与三维成像.     

机载双天线InSAR对飞数据处理与分析

干涉合成孔径雷达(InSAR)技术具有高精度的地形测绘能力。然而在山区地形条件下,受SAR侧视成像的影响,存在较多的几何畸变区域,干涉相位表现为不连续或者缺少有效信息的情况,对单一的干涉图像对处理难以得到精确的数字高程模型(DEM)。融合两个或多角度的干涉数据可以用于解决这一问题。该文根据这一思路利用机载双天线InSAR对飞数据进行实验,针对山区地形条件下参考高程近似影响运动补偿精度的问题提出了基于高程迭代的运动补偿方法,对于阴影、叠掩区域容易导致相位解缠误差的问题提出基于地形特征的相位解缠方法,从而尽可能降低单一角度数据的DEM误差,以达到消除对飞数据重叠区域3维定位不一致的目的,拼接实验结果验证了处理方法的有效性。      

星载多基线InSAR理想相位图的快速仿真方法

针对星载多基线干涉合成孔径雷达(InSAR)系统,该文研究并提出了基于数字高程模型(DEM)数据、卫星轨道和基线信息的干涉相位的快速仿真方法。利用前向地理编码进行星载InSAR几何约束下的DEM模型匹配,完成多基线InSAR干涉相位生成,并通过多项式近似和混合迭代实现对模型匹配过程的优化。理论分析和仿真实验表明,该方法在显著提高计算效率的同时,保持了较高的相位生成精度,并且对复杂DEM模型有很好的迭代收敛性,适于实现对大场景复杂地形的星载多基线干涉相位快速仿真。     

干涉SAR成像中地形高度估计及基线估计方法的研究

本文在地形高度估计及基线估计等方面作了一些研究,提出了一种ＳＡＲ成像地形高度估计方法和一种基线估计方法。本文首先讲述了如何将干涉相位差转换成地形高的方法。通过模拟实验分析了地球的曲面效应对星载ＳＡＲ地形高度估计的影响．利用该方法能提高高度估计精度并且不需考虑去除平地效应。本文还给出了一种利用地面定标点估计基线参数的方法,通过模拟实验表明,在一定条件下我们能得到比较满意的结果。     

基于平地干涉相位周期的基线估计方法

干涉合成孔径雷达（INSAR）技术是利用同一景区不同视角的复数据相位信息，获取地面高程信息或地形变化信息的技术。其中参数估计是INSAR数据处理中必不可少的步骤，基线是形成数字高程模型（DEM）中的一个重要参数。文中由合成孔径雷达干涉测量的原理出发，从理论上推导出平地干涉相位周期与基线的关系式，得出了一种利用干涉相位周期估计基线的方法，由此对估计区域的选取进行讨论，并进一步通过实际雷达数据，最后通过实际干涉图验证此基线估计方法。     

多频干涉SAR局部条纹频率估计方法

多频干涉SAR技术作为传统干涉SAR技术的扩展,可以实现对陡峭地形高程的精确提取。多频干涉SAR数据融合实现陡峭地形高程重建的前提是获取各独立观测频点高质量的干涉相位图。本文将传统InSAR技术中基于最大似然的局部条纹频率估计方法扩展为多频InSAR的情况,解决了传统方法估计结果易受相位噪声的问题,并将条纹频率估计结果用于辅助相位滤波。计算机仿真实验验证了本文方法的有效性,提升了干涉相位图的生成质量。      

干涉合成孔径雷达目标的三维重建

干涉SAR目标的三维重建是利用干涉SAR的基本测量值和干涉SAR成像的几何关系确定地面目标点的三维位置。现有算法均建立在平面电磁波、平地假设的基础上,不可避免地引入严重的位置误差。该文从干涉SAR的基本方程入手,在球形地球和球面电磁波的普遍模型基础上,推导出干涉SAR三维重建的解析解,并将该算法与现有三维重建算法进行了数值计算比较。     

三基线毫米波InSAR的相位解缠及高程反演

场景内高程突变超过干涉雷达不模糊高程的一半时, 会导致常规相位解缠绕方法失效, 在毫米波段该问题尤为突出.研究了基于聚类分析的三基线毫米波InSAR相位解缠绕方法, 改进了聚类分析中直方图包络波峰选取策略.对场景中高程突变引起的阴影区域相位噪声较大的问题, 使用掩膜门限处理, 改善了聚类分析结果.计算机仿真结果和机载毫米波三基线InSAR实际数据处理结果验证了上述方法的有效性.     

非正交发射的宽域高分辨MIMO InSAR成像模式研究

MIMO InSAR具有比多基线InSAR更稳健和精确的地形高程重建能力,但其关键技术之一是在各阵元接收端分离出源自不同阵元发射信号的回波。现有正交信号正交性不足,依赖它们实现回波分离会产生严重回波间相互干扰。为此,该文提出了一种非正交发射的MIMO InSAR成像模式,该模式首先通过控制各阵元交替发射信号,使其主瓣回波交替出现在各脉冲重复周期,此时只需压低各阵元天线俯仰维旁瓣即可大幅降低回波间的相互干扰,从而避免回波分离对发射信号正交性的依赖。在此模式基础上,该文又引入基于方位向多通道处理的波束扫描技术以缓解交替发射时方位不模糊与距离不模糊之间矛盾,从而实现宽域、高分辨观测。仿真结果证明了该文MIMO InSAR成像模式的有效性。     

噪声消除算法在干涉SAR相位解缠中的应用研究

本文把噪声消除算法应用在干涉SAR相位解缠中,分析了该算法的特点.为了更好地解缠干涉SAR数据,提出了一种改进的方法.在原有两点规则的基础上,提出了三点规则,并提出把两点规则和三点规则结合使用来提高相位解缠稳健性的混合算法.该方法有效地解决了噪声消除算法在解缠质量差干涉相位图时不收敛的问题,在保持了算法的计算精度的同时提高了算法的稳健性.对仿真和真实干涉SAR数据的实验结果验证了本文方法的有效性.