合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

对合成孔径雷达技术在国外的发展现状和发展趋势进行了归纳分析。对当前合成孔径雷达技 术研究的热点:多参数(多频段、多极化和多视角) SAR系统、SAR干涉测量、聚束SAR、SAR的干 扰和反干扰、定标技术及其应用等方面进行了讨论。最后介绍了我国在合成孔径雷达技术研究方面 的工作进展。     

一种基于正弦模型的干涉SAR射频干扰抑制算法

P波段电磁波谱与多种通信、无线电频带混叠,这些应用会对P波段干涉合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）产生射频干扰（Radio Frequency Interference,RFI）。针对P波段InSAR系统射频干扰抑制问题,提出相位保持的抑制算法,算法基于正弦参数模型,采用阈值检测、迭代相参的处理技术,在抑制射频干扰对图像聚焦质量影响的同时保持回波数据的相位信息,该方法尤其适用于P波段InSAR系统。通过对仿真的机载干涉SAR数据进行处理,对比验证了算法的高效性。
     

GPS-InSAR合成方法进行地面沉降研究与展望

近年来，合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术应用于地面沉降研究领域的方法与实例已在国内外工程实践和科研活动中多见报道。与此同时，利用GPS技术监测地面沉降也日臻成熟与完善。GPS—InSAR合成方法作为二种方法的结合，能够在空间域和时间域同时提升地面沉降监测的能力，已开始成为国内外地面沉降测量技术研究的重点。本综述了GPS—InSAR合成技术的理论与方法，对其目前进展及应用前景进行了探讨。最后对上海地区开展研究进行了展望。     

基于机载InSAR生成DEM技术研究试验

本文描述了机载双天线合成孔径雷达干涉测量数据生成数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)技术,针对机载双天线InSAR数据自动生成DEM的数据处理流程进行试验,主要包括:复图像配准、干涉条纹图滤波、相位解缠、相高转换。本文基于VC++开发了机载InSAR干涉处理原型系统,利用分辨率为2m×2m的机载双天线X波段InSAR数据进行了干涉处理实验,并将生成的DEM和实测的控制点数据进行了对比分析。试验结果证明基于机载双天线InSAR数据生成DEM技术可满足1:50000的精度要求。     

基于SIFT算法的InSAR影像配准方法试验研究

配准是合成孔径雷达干涉测量(InSAR)中极其关键的一个步骤。本文详细介绍了SIFT算法,并根据其特点将其应用于InSAR数据的配准过程中。实验结果表明:SIFT算法在InSAR配准中是一种简单、有效和可靠的配准方法。     

顺轨机载InSAR海面运动舰船成像

研究了顺轨双天线机载干涉合成孔径雷达（InSAR）的海面运动舰船目标成像问题.分析了船体散射点三维运动对舰船目标成像的影响,给出了顺轨InSAR对舰船目标成像的信号处理流程.利用双通道干涉对消处理,检测出存在三维运动的散射点,并对其信号相位进行估计.通过对存在三维运动的散射点实施相位补偿,改善对舰船目标成像效果,InSAR仿真数据的处理结果表明了本文方法的有效性.     

一种新的基于形态学的InSAR干涉相位图滤波算法

在干涉合成孔径雷达（InSAR）成像中，由于相位噪声的影响，在相位展开前应该对干涉相位图作滤波处理，以保证相位展开后结果的正确性，获得真实的数字高度模型。对于InSAR干涉相位图的滤波，滤除相位噪声的同时，应确保有用跳变信息不被滤除。本文基于形态学原理，结合数据的量化处理，提出一种新的InSAR干涉相位图的滤波算法。实验结果表明，该滤波算法的效果优于Candeias等人提出InSAR干涉相位图的形态学滤波算法，且运算速度更快。     

干涉合成孔径雷达海浪遥感研究

海浪是重要的海洋环境参数, 它对港口建设、海上航行、油气田开发等具有重要的意义。合成孔径雷达(Syn thet ic Apertu re Radar, SAR ) 是目前大范围测量海浪的主要工具, 用它来估计海浪主波系统的波长和传播方向比较好, 但要定量的提供海浪的振幅以及SAR 图像强度与实际海面的关系是相当困难的, 而且由SAR 图像获取海浪方向谱也比较复杂。沿航迹干涉合成孔径雷达(Along-Track Interferometric Synthet ic Aperture Radar,ATI-SAR ) 是在平台飞行方向上安置两根天线的双天线合成孔径雷达。相对于合成孔径雷达, 真实孔径雷达调制传递函数对沿航迹干涉合成孔径雷达相位图像的影响很小, 因此沿航迹干涉合成孔径雷达更适合测量海浪。详细介绍了沿航迹干涉合成孔径雷达海浪遥感的成像机制, 为进一步反演海浪方向谱奠定了基础, 最后针对目前研究存在的问题以及今后有待研究的方向进行了探讨。     

数字全变差向量滤波与相位解缠

分析了"噪声"对合成孔径雷达干涉(InSAR)测量中相位解缠的影响,介绍了SAR影像相干斑噪声的固有性、特殊性以及通常的滤波处理方法.基于连续的各向异性扩散偏微分方程图象处理模型,提出适合于干涉图(mterferogram)和干涉相位条纹图(phase fringe)数字全变差滤波(DTVF)模型.计算分析表明滤波处理极大减少了干涉相位条纹图的残差点,降低设置枝切线的复杂性,在保证解缠质量前提下,提高了大幅图象相位解缠可行性.     

ENVI SARscape高级雷达数据处理工具

合成孔径雷达（SAR）拥有独特的技术魅力和优势,逐渐成为国际上的研究热点之一,其应用领域越来越广泛。SAR数据可以全天候对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。InSAR技术可提取地形信息和地表形变信息,SAR及其干涉测量技术主要应用于地形数据（DEM）提取、地表沉降监测、滑坡／冰川移动监测、目标识别与跟踪、原油泄漏...     

一种星载InSAR高精度快速DEM重建方法

面对全球干涉测量的海量实测数据,在保持精度的情况下,如何提高处理速度是星载干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)数据处理必须考虑的重要问题.数字高程模型(digital elevation model,DEM)重建是InSAR数据处理中较为耗时的一个关键环节.针对星载InSAR处理中DEM快速重建的难题,从DEM重建原理出发,分析揭示了干涉相位与目标点三维坐标映射关系的两个基本特性,一是目标点的三维坐标与干涉相位的关系可以分别用多项式来进行拟合,二是SAR图像上相近像素各自对应的多项式变化不大,并从理论上对特性的成立进行了论证.基于此,提出了一种快速DEM重建方法,给出了快速算法的详细步骤及关键参数的取值方法.最后,利用德国最先进的在轨雷达卫星TerraSAR-X获取的重复轨道干涉数据进行快速DEM重建,处理结果表明在重建精度损失较小的情况下,显著提高了重建速度,验证了该方法的高效性和正确性.     

InDeandCoE: A framework based on multi-scale feature fusion and residual learning for interferometric SAR remote sensing image denoising and coherence estimation

Synthetic aperture radar (SAR) interferometry is a high-resolution microwave remote sensing imaging method. Over the past two decades, many researchers working on remote sensing have applied this technology in various disciplines, including environmental monitoring, disaster monitoring, and elevation mapping. However, due to the existence of many influencing factors in the acquisition stage, such as atmospheric humidity and temperature, the reflected wave signals from the ground will be disturbed when received by remote sensing satellites. The presence of noise in interferograms is inevitable. Therefore, the accuracy of interferometric SAR phase denoising and coherence estimation has a decisive impact on the validity of subsequent processing results. In this paper, we pioneer the use of a nested U-net as a feature extractor for interferometric SAR phase and coherence. In addition, we build a phase filter and a coherence estimator by using the residual learning module. With the aim of determining the unique non-local similarity of InSAR images, we use non-local convolution and channel attention mechanisms to extract features in different dimensions of the interferogram. Through quantitative and qualitative experiments, the proposed method performs better in phase denoising and coherence estimation than state-of-the-art methods.     

用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息

干涉合成孔径雷达已广泛应用于产生高精度的数字高度模型、测量地表形变等领域. 介绍了干涉合成孔径雷达的基本原理和相关领域的历史发展,并就干涉合成孔径雷达技术的处 理过程总结了如何利用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息.对处理过程中的关键技术 --干涉图象的相位展开做了详细讨论,概括、分析、比较了近年来发表的大量的相位展开算 法,总结了各方法的优缺点,指出了问题所在.最后就国内、外在未来研究与应用方面的发展趋 势及前景做了简要论述.     

合成孔径雷达在导航系统中的应用

综述了合成孔径雷达和干涉式合成孔径雷达的发展、导航系统的发展以及它们两者之间的相互渗透和相互辅助的应用情况。针对全天候、全天时的现代高分辨力微波遥感成像的合成孔径雷达,分析了合成孔径雷达与惯导系统组合的性能和方式,研究了惯导系统对合成孔径雷达不足的弥补方法,为合成孔径雷达技术在导航系统中的应用提供了有用的参考。     

SAR影像配准中控制点粗差剔除方法研究

复数影像配准是雷达干涉测量中的关键步骤之一,而配准中选取的控制点往往存在粗差,影响配准精度。分析了SAR影像配准时控制点粗差产生的原因,提出了方差因子检验和Baarda数据探测法剔除控制点粗差的方法,建立了基于可靠控制点计算影像纠正的几何变换模型。利用ENVISAT卫星ASAR图像对所提方法进行了验证,结果表明,影像配准的精度达到了0.1像素,粗差剔除后SAR影像配准精度有明显提高。     

干涉合成孔径雷达成像技术研究

用SIR-C/X-SAR的X波段的原始数据,实现了真实数据下星载双航过InSAR的数字高度 地图。首先给出了一种新的解释InSAR三维成像原理的数学描述。该描述对成像关系做了合理近 似,与以前的一些描述相比具有如下优点:①把相位差与地表高度在距离线上直接联系在一起,清 晰地反映出它们之间的关系;②指明了基线对高度测量的有效贡献在于其在斜距垂直方向的投影 这一重要概念;③可用于对测高精度与部分成像参数之间的关系做理论分析;④可用于求取相位差 值到地表高度值之间的转换系数;⑤基本反映了成像处理的实际过程;⑥可解释为何工程上可将相 位差与高度之间近似看成线性关系。然后,给出了一个完整的实现数字高度地图的数据处理过程, 并将整个过程分成9个环节,逐一对各环节的目的和作用做了扼要说明。最后,给出了包括单视 SAR成像、干涉相位条纹、水平相差修正和干涉条纹的降噪滤波在内的处理过程中关键步骤的结 果,和最终的三维地貌成像结果。     

基于实时地形校正的InSAR图像匹配算法

针对侧视雷达/可见光图像匹配制导系统中由于雷达图像地形畸变引起的误匹配问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达（InSAR）的实时地形校正图像匹配算法。该算法以侧视雷达成像几何构象为基础,利用InSAR获取的实时地形数据对获取的SAR景象数据进行实时几何校正,生成无畸变的SAR景象数据,然后利用校正后的SAR景象数据与提前安装的可见光基准数据进行基于去均值归一化互相关模板的图像匹配。实验结果表明,通过实时地形校正,该景象匹配算法在复杂地形区域的匹配概率和匹配精度都大大优于传统SAR景象匹配算法,有效地提高了SAR图像匹配制导技术的适用性。     

SAR层析技术的研究与应用

多基线SAR层析技术和SAR极化相干层析技术是合成孔径雷达干涉测量（InSAR）的最新扩展。阐述了多基线SAR层析技术及极化相干层析技术的基本思想,给出了具体的实现流程,总结分析了这两项技术星载实施的可行性以及它们的研究现状和应用前景。     

星载合成孔径雷达的发展以及干涉测量应用

论述了星载合成孔径雷达的发展历程,介绍了作为其重要应用之一的星载InSAR的概念和发展,详细介绍了典型的系统如欧空局的ERS-1/2星对、美国的SRTM任务、新近发射的日本ALOS卫星以及计划今年发射的德国的TerraSAR-X雷达卫星和加拿大的RADARSAT-2雷达卫星.最后详述了星载InSAR未来的发展方向编队卫星技术以及国外重要的编队卫星计划如法国Cartwheel方案和德国TanDEM-X任务.