单台相机机载InSAR基线动态测量方法研究

该文提出一种对机载干涉合成孔径雷达(InSAR)基线的动态测量方法。通过在机载InSAR天线上布设一定数量的控制点,采用单台内方位元素精确标定的数码相机对天线进行实时监测。基于实时控制点图像所建立的共线方程和后方交会算法,解算出相机测量坐标系与控制点辅助坐标系之间的转换参数。将转换参数代入待测点坐标方程后,计算得到天线中心在测量坐标系下的实时三维坐标。在实验室进行的静态和动态模拟实验取得较好结果,验证了该文提出的InSAR基线动态测量方案的可行性。     

基于距离约束的InSAR长基线高精度动态测量方法

为了获得高精度的高程信息,干涉SAR系统需要采用长基线结构,进而要求对长基线进行高精度的动态测量.该文针对单相机和激光测距仪组合基线测量系统,提出了一种新的基于距离约束的基线联合动态解算方法.该方法通过对空间后方交会模型增加距离约束条件,实现了对双天线干涉基线的高精度测量.论文对该方法进行了原理性分析和地面实验验证,该方法在约50 m的摄影距离处基线长度测量精度优于1 mm,姿态角精度优于60\",实验结果验证了该方法的有效性和可行性.     

机载双天线高低频InSAR系统设计

介绍了机载干涉合成孔径雷达（InSAR）测高原理,建立了机载InSAR系统模型并推导回波信号接收和处理流程所涉及的公式,剖析机载InSAR系统测高的全部误差源。对比高、低频段刚性基线和非刚性基线两种配置情况下机载InSAR系统测高误差来源的异同。在满足一定分辨率和测高精度的要求下,优选系统的基线形式和长度,通过计算分析了各种误差源对测高精度的影响。最后,计算了成像信噪比、测高灵敏度和高程精度等指标,其结论可以作为机载InSAR系统设计的有益参考。     

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。     

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.     

一种基于干涉条纹频率的星载InSAR基线估计新方法

现有基于干涉复图像的基线估计方法采用平地假设并利用傅里叶变换估计条纹频率,应用于星载InSAR时基线估计误差很大.本文针对星载InSAR,从基线计算公式和条纹频率估计两个方面对现有基于干涉复图像的基线估计方法进行改进,提出了一种基于干涉条纹频率的高精度星载InSAR基线估计新方法.在考虑地球曲率的情况下,推导了星载In...     

基于毫米波多基线InSAR的雷达测绘技术

机载毫米波InSAR具备不受光照限制、测绘幅宽大、测绘精度高的特点,近年来随着其技术的不断发展和完善,逐渐成为一种被广泛关注的测绘手段。在针对小型飞行平台的高精度毫米波InSAR系统设计中,InSAR基线构型、多基线配置、外部数字高程模型(DEM)参考及InSAR处理流程是系统设计的核心。该文分析了机载毫米波InSAR系统中基线参数对干涉高程测量的影响,提出基于一体化天线吊舱的毫米波多基线InSAR系统设计思路,在此基础上提出基于时域成像算法的毫米波多基线InSAR测高处理流程。最后,实测数据实验验证了该文给出的机载毫米波多基线InSAR系统及其干涉数据处理方法在大比例尺测绘任务中的可行性和有效性。      

顺轨双天线机载InSAR的地面运动目标检测研究

基于高分辨率顺轨双天线机载InSAR,研究了地面运动目标检测问题。采用双通道干涉处理,抑制地面静止杂波。针对高分辨率InSAR合成孔径时间较长的特点,将运动目标成像处理的概念引入运动目标检测过程,对运动目标信号实施距离徙动校正后,再聚焦成像,从而改善检测信噪比和信杂比,并进一步提高测速精度。InSAR仿真数据的处理结果表明了该方法的有效性。     

星载InSAR空间基线的系统设计与性能分析

基线在星载InSAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,它决定了InSAR数据处理的可能性和精度。该文对星载InSAR的空间基线进行了详细的分析,推导了星载InSAR的空间极限基线和最优基线的公式,讨论了空间基线的设计,论证了最优基线的存在。文中进行了计算机仿真实验,仿真结果与实际系统所用基线基本吻合。文中还使用空间基线去相干系数、高程模糊数和目标高程估计方差这三个重要指标对三个星载SAR系统进行分析。结果显示实际系统设计的基线距是比较合理的。     

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。     

柔性基线抖动对星载双天线InSAR系统性能的影响分析

该文针对星载双天线InSAR存在柔性基线抖动现象,分析了其对系统主要性能的影响。首先建立了基线抖动模型,在一定参数范围内,得到了简化的副天线回波信号模型,采用改进的2维频域算法可得原始回波数据;分析波束失准并提出了一种波束对准方案;阐述了低频/高频抖动对SAR图像与干涉图的影响。以典型系统参数为例,数值模拟和理论分析结果一致,可为系统设计和应用提供一定的理论参考。     

一种改进的基于干涉相位的基线估计方法

该文研究了基于干涉相位的基线估计方法,对原有基于干涉相位傅里叶变换的算法从4个方面进行了改进。提出了精确计算干涉相位瞬时频率的方法;指出了干涉相位样本区域分布原则,能够有效改善采用最小二乘拟合方法时方程的病态性;提出了能够有效剔除干涉相位噪声较大及地形变化剧烈区域对估计精度影响的定量化样本区域选取准则;通过计算差分干涉相位迭代求解优化估计精度。利用改进算法对双天线干涉和重轨干涉数据进行了基线估计,结果表明该文算法相比原有算法鲁棒性和精度都大大提高,适合机载重轨干涉SAR的基线估计。     

星载InSAR系统DEM重建及其误差分析

对于星载干涉合成孔径雷达(InSAR)系统数据处理中的数字高程模型(DEM)重建,其误差受基线误差等误差源及是否采用地面控制点(GCP)影响。该文基于传统重建方法得出了利用GCP时的DEM重建方法,并分析了重建误差关于基线误差的传递关系。由此传递关系,可知系统对轨道测量精度的要求很高,而利用GCP时,相同轨道测量精度条件下,重建误差大大减小。故为了在保持重建精度的情况下降低对轨道测量精度的要求,可以利用GCP。另外上述分析得出的误差传递关系可以用来指导系统一些参数的设计。     

主星带辅星编队单基线InSAR定位、测高两种方法

该文对主星带辅星编队分布式SAR(Synthetic Aperture Radar)的空间几何关系和工作原理进行分析,指出主星带辅星编队SAR用于干涉测高和定位具有星载双站、较大斜视,空间基线等特点和难点,不能基于经典干涉SAR几何下的测高方法进行分析.提出基于多普勒中心频率和基于距离模型的两种定位和测高方法,仿真验证了两种定位和测高方法的正确性.指出由于多普勒中心频率方程只利用了合成孔径中心时刻附近的距离信息,而距离模型方程可以利用合成孔径时间内的所有距离信息,因此从定性角度来说,基于距离模型的定位测高方法优于基于多普勒中心频率的定位测高方法,仿真结果也说明了这一点.     

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。     

激光三维扫描仪距离像的平滑和建模

采用激光三维扫描仪对物体表面进行测量时,得到的距离像中通常含有较大的误差。本文采用小波变换的多分辨率特性,给出了一种自动距离像平滑方法,处理后的结果很好地保留了原始距离像中细节部分的信息。本文还给出了一种快速的结构化距离像建模方法,直接利用距离像数据点之间存在的领域信息生成以三角形网络表示的曲面。实验结果表明了本文提出的方法的有效性。     

基于SPHP的推扫式高光谱航空影像拼接

针对高光谱推扫影像间相机光心不重合,在配准过程中利用传统全局单应性矩阵对齐方式会有误差的问题,提出了一种基于SPHP(Shape-Preserving Half-Projective)并且考虑光谱信息的高光谱推扫图像的拼接方法(H-SPHP).主要步骤包括:1)基于正解法的视矢量几何校正;2)基于先验知识和PCA的基准...     

联合变换相关法测量空间相机像移的实验研究

为了测量由卫星姿态不稳定或振动等原因引起的空间相机的亚像元像移,使用了光学联合变换相关(JTC)的方法对安装在相机焦面上的辅助面阵CCD采集到的相邻两帧图像进行相关运算.给出了使用该方法测量像移的原理,搭建了实现JTC的光学平台,对JTC测量相机像移的性能进行了实验研究.结果表明,使用联合交换相关器可以测量空间相机的亚像元像移,测量误差服从均值为0的正态分布,在显著水平为0.05下,像移测量误差的均方差不大于0.12个像元,完全满足空间相机的使用要求.