对配准误差稳健的多基线相位展开方法

提出了一种对配准误差稳健的多基线相位展开方法.该方法首先根据配准误差的方向来确定最优联合观测矢量,进而确定存在配准误差时的真实导向矢量,并且用此导向矢量进行波束形成来进行相位展开,能够同时完成图像配准、干涉相位噪声滤波和相位展开,因此可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下得到稳健的相位展开性能,仿真结果证明了此方法的有效性.     

Image autocoregistration and InSAR interferogram estimation using joint subspace projection

In this paper, we propose a new method to estimate synthetic aperture radar interferometry (InSAR) interferometric phase in the presence of large coregistration errors. The method takes advantage of the coherence information of neighboring pixel pairs to automatically coregister the SAR images and employs the projection of the joint signal subspace onto the corresponding joint noise subspace to estimate the terrain interferometric phase. The method can automatically coregister the SAR images and reduce the interferometric phase noise simultaneously. Theoretical analysis and computer simulation results show that the method can provide accurate estimate of the terrain interferometric phase (interferogram) as the coregistration error reaches one pixel. The effectiveness of the method is also verified with the real data from the Spaceborne Imaging Radar-C/X Band SAR and the European Remote Sensing 1 and 2 satellites.     

InSAR自适应图像配准的干涉相位估计方法

提出了一种基于联合单像素模型的InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)干涉相位估计方法.能够根据配准误差的大小和方向来构造最优加权观测矢量,同时利用相邻像素的信息,因此具有自适应图像配准和降低相位噪声功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.     

基于粗数字高程模型信息的干涉相位图生成方法

该文提出了一种基于粗数字高程模型(DEM)信息的干涉相位图生成方法,其思路为充分利用已有的DEM信息来完成SAR图像配准-干涉相位滤波处理。此方法首先根据粗DEM信息和系统参数计算得到SAR图像中每一像素的2维配准偏移量,从而完成SAR图像的配准。在干涉相位滤波中,由粗DEM信息仿真生成已知地形的干涉条纹图用以补偿InSAR系统录取得到的干涉相位,再对残余相位进行滤波处理,提高干涉相位滤波的性能。另外,对于高分辨率SAR图像,粗DEM高程误差和系统参数误差会引入较大的图像配准误差,该文再利用联合像素子空间投影方法进一步完成SAR图像的精确配准和相位滤波。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

基于相关系数加权观测矢量的InSAR干涉相位估计方法

 提出了一种基于相关系数加权观测矢量的InSAR干涉相位估计方法.该方法采用联合单像素模型,构造相关系数加权观测矢量,同时利用相邻像素的信息,因此具有自适应图像配准和降低相位噪声功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.仿真数据的处理结果证明了此方法的有效性.     

基于DEM辅助后向投影模型的InSAR高程反演方法

利用干涉合成孔径雷达(InSAR)技术获取数字高程模型(DEM)时,在地形起伏剧烈区域,干涉条纹十分密集,增加了相位解缠的难度,影响相位展开和高程反演的精度.为了解决该问题,该文提出了一种基于DEM辅助后向投影模型的InSAR高程反演方法.该方法可以在统一的后向投影成像空间中实现成像和InSAR高程反演,并且引入外源D...     

利用多基线数据融合提高分布式卫星InSAR系统的干涉相位精度

分布式卫星干涉合成孔径雷达(InSAR)系统可以通过提供长基线来提高测高灵敏度,但长基线会给干涉相位展开带来困难。结合分布式卫星InSAR系统可以同时提供多个稳定基线的特点,该文提出利用多基线数据融合的方法来解决长基线给干涉相位展开带来的困难。文中采用了有效的数据融合方法最大似然估计(ML)法,对多基线分布式卫星InSAR系统的干涉相位进行了估计。模拟结果表明,经过多基线数据融合的干涉相位展开精度要远远大于长基线干涉相位的直接展开精度。     

旋滤波降噪在干涉SAR相位解缠中的应用研究

干涉相位图的降噪滤波，是干涉合成孔径雷达成像中必须的步骤之一。文中根据干涉条纹在切线方向变化最小的特点，利用沿切线方向的曲线窗口对干涉相位图进行旋滤波降噪，并通过对比不同的滤波结果及相应相位解缠结果，证明了旋滤波在保持条纹结构信息，消除噪声和提高相位解缠精度应用中的可行性和有效性。     

一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法

城市建筑区域叠掩、阴影严重,图像理解困难且干涉相位变化复杂紊乱,一直是InSAR处理的困难区域。SAR图像仿真能为图像理解和处理方法研究提供数据支撑,然而现有建筑区域SAR图像仿真方法大多无法获得具有相干性的干涉SAR图像对。该文提出了一种面向建筑区域的干涉SAR复图像对仿真方法,能够获得建筑的复数图像对、干涉相位图以及叠掩成分数目等信息,为城区干涉SAR处理及信息提取研究提供仿真数据支撑。同时,基于仿真中对相位变化规律的分析,提出叠掩区相位解缠时的基准确定方法,解决传统解缠方法面临的叠掩区域干涉相位不连续问题,进而反演建筑高程信息。最后,通过建模仿真结果与实际SAR图像和干涉相位的对比,验证了仿真方法的正确性,并对仿真及实际干涉相位进行解缠和高程反演处理,验证了该文高程反演方法的有效性。      

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。      

A Wide-Band Approach to the Absolute Phase Retrieval in SAR Interferometry

Because of possible multiple solutions allowed, the unwrapping of interferometric fringe patterns in the spatial domain is an ill-posed problem which needs some a priori knowledge of the ground morphology for the solution of ambiguities. This is especially true for interferometric SAR (Synthetic Aperture Radar) data. In this paper we propose a different approach to InSAR processing for retrieving the height of ground points independently from each other, unlike most conventional phase unwrapping procedures, which operate in the spatial domain. The basic idea is to repeat raw data focusing by using range sub-bands centered at different frequencies, in order to find a point history of the interferometric phase variation vs. frequency. We introduce the general framework of the method together with considerations on the theoretical limits of applicability, then we report results of our simulations related to a wide-band SAR system. We show that, under certain conditions, height values can be retrieved over a network of coherent and strong scatterers, even when enclosed into low-coherence areas.     

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     

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.     

一种多基线相位解缠频域快速算法

一切将相位由主值或相位差值恢复为真实值的过程统称为相位解缠,除了雷达干涉应用外,相位解缠在合成孔径声纳、自适应光学、核磁共振、地震处理等方面都有重要应用,多基线可提高相位解缠的性能。以多基线干涉合成孔径雷达(In-SAR)系统为应用背景,提出一种多基线InSAR干涉相位解缠频域快速算法。该算法的基本思想是使相位梯度估计值的频域函数与各基线相位梯度频域函数加权和之差的平方和最小。仿真及实测数据处理结果表明:频域算法效果与时域算法类似,由于避免了镜像操作,其效率大大提高。     

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.     

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.     

最大相干波束同步方法及其性能验证研究

波束同步是分布式InSAR系统的关键技术之一.本文提出一种基于最大相干系数的星载分布式InSAR系统波束同步方法.分析了该波束同步方法下,双站多普勒中心频率的计算方法及双站图像信噪比的损失.进而从干涉图像对去相干、干涉处理中的独立视数以及干涉时刻配准误差的影响几个方面指出该方法相对于传统波束同步方法的优势,并进行了InSAR全流程信号级仿真验证.仿真结果表明,该方法可以有效提高分布式InSAR系统的测高定位精度.     

基于稳健波束形成的InSAR干涉相位估计方法

该文在联合像素估计干涉相位的基础上,充分利用相邻像素的相干信息,通过校正阵列导向矢量,使得导向矢量与该地面分辨单元的协方差矩阵相对应,通过稳健波束形成实现对地形干涉相位估计。实验结果证明了该方法有效性的同时,能够在SAR图像配准误差较大(可以允许达到一个分辨单元)的情况下,得到稳健的干涉相位估计结果。     

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。      

机载重航过UWB InSAR干涉图生成

机载重航过超宽带(Ultra Wide Band,UWB)干涉合成孔径雷达(SAR Interferometry,InSAR)技术是一个新课题,有许多问题需要研究。分析了UWB InSAR与一般窄带InSAR相比的优势和特点,总结了UWB InSAR实现技术的难点。结合处理2幅UWB SAR图像获取干涉相位图的过程,着重阐述了粗配准精度条件下干涉相位图的估计。通过理论预测和分析实际情况检验了所得干涉相位条纹的合理性。