星载寄生式InSAR系统频率同步误差分析

频率同步是星载寄生式InSAR系统的关键问题之一。根据频率源的工作特性,建立了一种新的频率源误差模型,并在该模型的基础上详细分析了频率同步误差对双站SAR成像及分布式InSAR高程测量的影响。建立了频率同步误差到干涉相位误差的传递模型,指出了星载分布式InSAR系统对频率源准确度及稳定性的要求,仿真验证了理论分析的正确性,分析结果对星载分布式InSAR系统的设计具有重要意义。     

InSAR地理编码处理中高程估算算法的研究

InSAR具有全天时、全天候对地观测等特点,现已成为空间对地观测技术的研究热点,如何从解缠后的相位通过高程估算来重建DEM的问题也变得也越来越重要了,本文着重介绍了三种高程计算的方法,并通过实际数据对它们进行比较分析,解决了高程估算方法的选择问题。     

Forest biomass mapping from lidar and radar synergies

The use of lidar and radar instruments to measure forest structure attributes such as height and biomass at global scales is being considered for a future Earth Observation satellite mission, DESDynI (Deformation, Ecosystem Structure, and Dynamics of Ice). Large footprint lidar makes a direct measurement of the heights of scatterers in the illuminated footprint and can yield accurate information about the vertical profile of the canopy within lidar footprint samples. Synthetic Aperture Radar (SAR) is known to sense the canopy volume, especially at longer wavelengths and provides image data. Methods for biomass mapping by a combination of lidar sampling and radar mapping need to be developed.In this study, several issues in this respect were investigated using aircraft borne lidar and SAR data in Howland, Maine, USA. The stepwise regression selected the height indices rh50 and rh75 of the Laser Vegetation Imaging Sensor (LVIS) data for predicting field measured biomass with a R² of 0.71 and RMSE of 31.33 Mg/ha. The above-ground biomass map generated from this regression model was considered to represent the true biomass of the area and was used as a reference map since no better biomass map exists for the area. Random samples were taken from the biomass map and the correlation between the sampled biomass and co-located SAR signature was studied. The best models were used to extend the biomass from lidar samples into all forested areas in the study area, which mimics a procedure that could be used for the future DESDYnI mission. It was found that depending on the data types used (quad-pol or dual-pol) the SAR data can predict the lidar biomass samples with R² of 0.63-0.71, RMSE of 32.0-28.2 Mg/ha up to biomass levels of 200-250 Mg/ha. The mean biomass of the study area calculated from the biomass maps generated by lidar-SAR synergy was within 10% of the reference biomass map derived from LVIS data. The results from this study are preliminary, but do show the potential of the combined use of lidar samples and radar imagery for forest biomass mapping. Various issues regarding lidar/radar data synergies for biomass mapping are discussed in the paper.     

结合全局上下文与融合注意力的干涉相位去噪

目的 干涉相位去噪是合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术中的关键环节,其效果对测量精度具有重要影响。针对现有的干涉相位去噪方法大多关注局部特征以及在特征提取方面的局限性,同时为了平衡去噪和结构保持两者之间的关系,提出了一种结合全局上下文与融合注意力的相位去噪网络GCFA-PDNet(global context and fused attention phase denoising network)。方法 将干涉相位分离为实部和虚部依次输入到网络,先从噪声相位中提取浅层特征,再将其映射到由全局上下文提取模块和融合注意力模块组成的特征增强模块,最后通过全局残差学习生成去噪图像。全局上下文提取模块能提取全局上下文信息,具有非局部方法的优势;融合注意力模块既强调关键特征,又能高效提取隐藏在复杂背景中的噪声信息。结果 所提出的方法与对比方法中性能最优者相比,在模拟数据结果的平均峰值信噪比（peak signal to noise ratio, PSNR）和结构相似性（structural similarity,...     

InSAR相位解缠算法的实验对比研究

相位解缠是InSAR处理中的一个关键步骤,相位解缠算法的选取很大程度上影响着最终的结果。本文主要介绍和比较了6种常用的相位解缠算法,并选取西藏当雄地区的地震同震影像进行实验分析,对解缠结果的质量进行评价比较。结果表明:统计耗费网络流算法结果充分顾及了相干图所包含的信息,获得了一个较优的全局解,解缠结果的连续性较好。而且直接处理感兴趣的且数据质量好的离散区域,实现效率高,可以将误差限制在一个小范围内,防止误差的再传递,解缠结果较精确。     

基于标志点的InSAR系统仿真性能评估方法

系统仿真实验对于天基InSAR系统的总体设计和关键技术验证意义重大,性能评估是其中的关键环节之一。建立了由三大类共8项指标组成的InSAR系统性能指标体系,提出了基于标志点的InSAR系统仿真性能评估方法。该方法通过在仿真地面场景中合理布设标志点,并以标志点作为评估样本点来计算各项指标,可达到与理想干涉量评估方法相近的指标计算精度,同时避免了理想干涉量评估方法稳健性不足的问题,且计算效率更高。仿真实验结果验证了评估方法的有效性。     

基于StereoSAR辅助的InSAR DEM重建方法研究

StereoSAR与InSAR是两种利用合成孔径雷达图像重建DEM的关键技术。InSAR利用SAR干涉像对的相位信息重建高程,具有DEM重建精度高的特点,但DEM重建精度受环境、时间等失相干因素影响较大;StereoSAR是利用SAR立体像对的幅度信息重建高程,尽管DEM重建理论精度比InSAR差,但受失相干因素影响小,并且可以在缺乏外部辅助高程信息时获取绝对DEM。在传统的InSAR处理中,干涉条纹密集区域相位解缠难度较大,存在相位解缠错误和错误传播现象,且在没有地面控制点或外部DEM的时难以获得绝对DEM。文中提出了一种迭代式的基于StereoSAR辅助的InSAR高精度DEM重建方法,该方法可以在缺乏外部高程信息时获得绝对DEM,降低干涉条纹密集区域相位解缠的难度,提高DEM重建精度。采用文中所提方法、传统InSAR方法及公开DEM辅助InSAR DEM重建方法,分别在地形复杂与平坦区域进行DEM重建,并用ICESat/GLAS及TanDEM-X DEM进行精度评估。DEM重建结果验证了文中所提方法的有效性,所提方法的DEM重建精度优于传统InSAR方法且与公开DEM辅助InSAR DEM重建方法精度相当。     

机载视频合成孔径雷达成像技术研究

机载视频合成孔径雷达(ViSAR)工作在太赫兹波段,具有5 Hz以上的无孔径交叠成像帧率。其采用一发四收系统架构,具备合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测高等功能,兼具光学传感器成像速度快以及微波雷达环境与气候适应性好等优势。论文介绍了机载视频合成孔径雷达研究进展,实验表明,其成像分辨率优于0.2 m,合成孔径时间可缩短至0.2 s。利用阴影信息可以对运动目标(如卡车等)进行检测,结合传统的GMTI与InSAR技术,实现对复杂运动目标的成像、跟踪和定位。     

InSAR两种相位解缠算法的融合

相位解缠是合成孔径雷达（SAR）干涉测量数据处理的重要步骤之一。解缠的精度将直接影响干涉测量结果的精度,本文通过实验研究,对比分析了现有的两类主要的相位解缠算法的解缠原理、解缠思想、各自的特点及其引起误差的原因,然后结合各自的优点组成了一种效果更好的二维相位解缠算法。使用该算法解缠后的相位条纹与原始干涉相位图相位条纹的一致性非常好。