采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤。为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法。首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短。通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免“孤岛现象”的产生。     

采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤.为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法.首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短.通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免"孤岛现象"的产生.     

一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法

相位解缠是干涉SAR数据处理中的关键步骤,解缠效果的好坏直接影响干涉测量的精度。该文针对质量指导的相位解缠方法需要进行大量排序操作,在干涉数据维度较大时解缠效率低下的问题,提出了一种基于堆排序的快速的质量指导相位解缠方法。首先通过干涉复数据对或干涉相位确定相位质量图。然后利用最大堆作为质量图排序的数据结构,通过对最大堆进行删除根结点、插入新结点操作的过程中始终保持最大堆的性质不变,从而实现了质量图的排序,完成了从高质量区域到低质量区域的相位解缠。与传统方法相比,基于堆排序的方法大大降低了计算的时间复杂度,对于干涉SAR大面积测绘应用具有十分重要的意义。最后,通过仿真和实测数据验证了算法的正确性和高效性。     

利用L∞+L1口范数的多基线相位解缠绕方法

多基线相位解缠绕问题可以转化为求解L1范数优化问题的最优解,然而L1范数多基线相位解缠绕算法存在内存需求量大的问题,且对噪声严重的干涉相位图处理效果不理想.为了减少用线性规划算法解L1范数多基线相位解缠绕时内存需求较大的问题,该文提出用L∞范数的惩罚函数来近似L1范数的惩罚函数以减少优化模型中优化变量的大小,从而将多基线相位解缠绕模型其目标函数变为L∞范数+L1范数的形式,并且优化变量的大小减少了约57％.最后,通过一个噪声严重的实测数据对该文算法进行了验证,实验结果表明,该文提出的方法不仅可以有效地解缠绕质量较好的条纹图,同时对噪声严重区还具有一定的滤波效果.     

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.     

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．     

基于聚类分析多通道InSAR联合相位解缠算法

多通道InSAR相位解缠不依赖相位连续性假设,因此可以实现复杂地区的相位解缠绕,然而多通道相位解缠绕需同时处理多幅缠绕相位图,在运算效率和内存使用上存在着一定的压力。基于聚类分析的多通道相位解缠算法(Cluster-Analysis,CA)有效解决了运行效率问题,但噪声鲁棒性差。因此,提出将聚类分析和区域扩展相结合的相位解缠绕算法。该算法首先利用边缘提取算子,获得干涉相位图中由于相位跳变导致的边缘曲线,然后利用CA算法对边缘曲线进行相位解缠绕,将解缠曲线作为区域扩展的种子像素,进行区域扩展相位解缠。这样,既可以实现复杂地形的相位解缠,又可以有效抑制噪声。实验结果表明,算法在保持较好解缠精度的同时,一定程度上提高了运算效率。     

地基SAR干涉相位滤波优化方法

地基SAR对边坡进行形变监测过程中,为了获得较高的图像质量和进行相位解缠的需要,往往要对干涉相位进行滤波优化,以提高干涉相位图的信噪比,减少干涉相位图中的残差点,从而有助于更好地进行相位解缠,提高形变监测的精度与可行性。本文针对地基SAR干涉相位图的空变等特性,对地基SAR干涉相位滤波算法进行了研究,着重介绍了四种经典、高效的干涉相位滤波算法,并进行了地基SAR边坡形变监测试验,使用实测干涉数据进行了四种滤波处理,从定量及定性的角度对每种滤波算法进行了比较与评估。最终给出了最优滤波算法,为地基SAR进行干涉相位实时滤波优化及后续数据处理提供了基础。      

考虑基线抖动的双天线干涉SAR原始回波仿真

该文针对双天线干涉SAR系统基线抖动的特点提出了一种能够精确仿真基线抖动影响的改进二维频域原始回波生成算法。该算法通过Taylor展开近似将基线抖动造成的相位误差分解为随方位向时变和随距离向空变的两个一维函数,从而实现了精确仿真。适用范围分析表明该算法能满足实际系统的仿真需求,是一种精确高效的算法,具有较大应用价值。     

InSAR加权迭代贪婪算法相位解缠及性能分析

针对干涉SAR二维相位解缠问题,提出了一种利用加权迭代贪婪算法提高解缠精度的新方法.首先推导了加权迭代贪婪算法相位解缠的基本原理,然后给出了算法的实现过程,最后进行了仿真分析.在分析比较了W=2和W=3加权迭代贪婪算法性能的基础上,将W=3加权迭代贪婪算法与经典的解缠算法在解缠精度和解缠时间上进行了比较.仿真和实际数据解缠证明,该算法实时、高效、准确.     

A Joint Image Coregistration, Phase Noise Suppression, and Phase Unwrapping Method Based on Subspace Projection for Multibaseline InSAR Systems

As is well known, image coregistration, interferometric phase noise suppression, and phase unwrapping are three key processing procedures of synthetic aperture radar interferometry (InSAR). The three procedures are cascaded in the conventional processing flow of InSAR. Unlike the conventional processing flow, in this paper we propose a joint processing idea to carry out image coregistration, interferometric phase noise filtering, and phase unwrapping simultaneously based on subspace projection for multibaseline InSAR systems. The joint processing method can perform the fine coregistration of all SAR images implicitly by extracting the correlation information in the neighboring pixel sets, suppress the phase noise by utilizing the orthogonality of the signal subspace and the corresponding noise subspace, and optimally estimate the unwrapped interferometric phases (or the terrain heights) by combining the pixel coherence and the baseline diversity of a multibaseline InSAR system. Simulated results are presented to verify the effectiveness of the joint processing method     

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.     

Interferometric SAR image restoration using Monte Carlo metropolismethod

We present a novel method of interferometric synthetic aperture radar (InSAR) image restoration. An InSAR image is modeled as a complex-valued Markov random field (CMRF). Corrupted parts, which are indicated by residues in phase data, are restored by using the Monte Carlo Metropolis (MM) method based on their uncorrupted neighbor's CMRF parameter values. The system is implemented as a complex-valued neural network. The restoration process reduces the residue number, which is useful in the phase unwrapping process. The advantage of the method is demonstrated in the unwrapping process of an InSAR image that contains highly dense residues     

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。     

星载InSAR的基线长度研究

基线长度是决定干涉合成孔径雷达(InSAR)测高精度的关键量.长基线时误差传递系数小,利于测高精度,但基线过长会使系统相干性下降和处理难度增大.文中探讨了相干性和相位展开处理的机理,分析了基线长度与二者的关系,提出了一项衡量相位展开难度的指标,给出了利用SAR工作的侧视几何缓解相干性和相位展开难度对基线长度限制的2种处理方法及其效果.上述2种处理方法可允许InSAR系统采用更长的基线.     

Phase Unwrapping for SAR Interferometry—A Data Fusion Approach by Kalman Filtering

This paper considers the problem of unwrapping the phase image obtained from a noisy interferometric synthetic aperture radar (InSAR) image. The implicit nonlinearity of the problem is reflected, as well as the drawbacks of this nonlinearity on the performance of phase unwrapping approaches. Some general concepts concerning basic estimation techniques are shortly reviewed. On this background, a Kalman filter-based data fusion approach to unwrap and simultaneously filter the phases of InSAR images is developed. The data fusion concept exploits phase information extracted from the complex interferogram rather than from the phase image and fuses that information with phase slope information extracted from the power spectral density of the interferogram.     

基于定位方程的多基线InSAR测高精度分析

分布式星载合成孔径雷达干涉测高系统提供了多个通道的观测数据。为地面目标的高程重建提供了冗余信息,文中提出通过对多基线定位方程进行泰勒展开的一阶近似方法,分析了该冗余信息对测高精度的影响。从提高测高精度、优化系统设计的角度出发,通过调整系统基线的指向来改变各参数的误差传播系数,得到最优的测高精度。采用Monte—Carlo和信号仿真两种方法验证了误差传播系数的理论推导,同时将优化后的多基线系统的高程误差传播系数与单基线系统作了对比。结果表明,上述测高精度分析方法是可行的;通过合理的多基线设计,可以降低单基线系统各参数的高程误差敏感度。     

Interferometric SAR phase unwrapping using Green's formulation

Any method that permits retrieving full range (unwrapped) phase values starting from their (-π,π) determination (wrapped phase) can be defined as a phase unwrapping technique. This paper addresses a new procedure for phase unwrapping especially designed for interferometric synthetic aperture radar applications. The proposed algorithm is based on use of Green's first identity. Results on simulated as well as on real data are presented. They both confirm the excellent performance of the procedure     

Modeling and reduction of SAR interferometric phase noise in the wavelet domain

This paper addresses the problem of interferometric phase noise reduction in synthetic aperture radar interferometry. A new phase noise model in the complex domain is introduced and validated by using both simulated and real interferograms. This noise model is also derived in the complex wavelet domain, where a novel noise reduction algorithm, which is not based on a windowing process and without the necessity of phase unwrapping, is addressed. The use of the wavelet transform allows to maintain the spatial resolution in the filtered phase image and prevents to filter low coherence areas. By using both, simulated as well as real interferometric phase images, the performance of this algorithm, in terms of noise reduction, spatial resolution maintenance, and computational efficiency, is reported and compared with other conventional filtering approaches.     

利用粗DEM信息的分布式卫星InSAR图像精配准算法

针对分布式卫星干涉合成孔径雷达图像配准中最大相干相关法在实际应用中缺乏理想相位估计值问题,提出利用粗数字高程模型反演干涉相位图作为理想相位估计值的处理方法。该方法通过在图像粗配准后利用主辅SAR图像的轨道信息、粗DEM以及主图像雷达成像几何反演出干涉条纹图,并将其作为理想干涉条纹估计值应用在最大相干相关法求取精配准偏移量中。此外,本文根据多基星载SAR雷达成像几何给出了利用粗DEM对SAR图像各像素对应目标点通用的空间定位方法及其干涉相位反演方法。ERS-1/2数据实验结果验证了本文方法的有效性。