基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航方法

现存的组合导航系统存在诸多问题：地形辅助导航系统分辨率较低;GPS/INS导航系统中GPS信号易受干扰;SAR/INS导航系统无法实现三维定位且无法获得平台的姿态信息.针对以上问题本文提出了基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航方法：该方法将InSAR系统获得的干涉条纹与DEM生成的干涉条纹进行匹配,得到的定位偏移用以反演平台的位置和姿态信息,最后将反演结果与IMU信息进行组合滤波得到导航输出.该组合导航系统有以下优势：干涉条纹中包含地形信息和平台姿态信息;干涉相位对横滚角敏感,可通过干涉相位高精度反演平台的横滚角;InSAR系统具有较高精度的三维定位能力.本文主要介绍了基于条纹匹配的InSAR/INS组合导航的原理和方法,最后通过仿真和实测数据验证了条纹匹配和观测量反演算法的可行性.     

精确提取InSAR时间去相关分量的方法

提出了一种干涉合成孔径雷达(InSAR,Synthetic Aperture Radar Interferometry)回波信号时间去相关分析的新方法,该方法主要包括三个步骤:采用自适应区域增长算法(IDAN,Intensity-Driven Adaptive Neighborhood)估计所有干涉子集的相干性;利用迭代最小二乘去除估计量偏差;采用相干性分解技术对无偏样本相干性进行分离,获得精确的时间去相关分量.以美国南加州洛杉矶地区的ENVISAT ASAR数据集为例,对新方法和现有方法进行了比较研究.结果表明,新的融合算法能够获得更加可靠、精度更高的时间去相关分量,并具有非阈值和近乎完全的自适应性.本文的研究将有利于改善与时间相干性有关的地球物理参数反演,也有利于地表变化周期性和随时间变化的气候环境实时监测等.     

基于GPS和NCEP FNL数据改正InSAR大气延迟的可行性分析

InSAR技术是近二十几年来迅速发展的极具应用价值的空间对地观测新技术,它具有监测精度高、范围大、成本低、空间连续覆盖等优点,为滑坡、泥石流等地质灾害监测提供了一种新型的监测方法。但由于地质灾害多发生在暴雨频发、地质地貌复杂的区域,特殊的地理位置与气候使得InSAR技术应用中受大气延迟的影响非常严重,导致InSAR图像错误解释。本文在全面回顾当前主流的几种改正InSAR大气延迟的方法在国内外滑坡监测中的应用现状和实例的基础上,分析这几种技术的优势及问题点,并结合最新技术进展提出了一种基于GPS和NCEP FNL数据改正InSAR大气延迟的新方法,详细推导了该方法处理的流程,结合实例进行了分析比较,证明了其可有效削弱InSAR干涉图中的残余大气延迟相位,进而提高InSAR监测精度的优点。     

一种基于相干性本质的InSAR方位向预滤波方法

本文针对合成孔径雷达干涉测量(SAR Interferometry,InSAR)数据处理中的方位向预滤波问题,提出了一种改进的InSAR方位向预滤波方法.首先对InSAR成像系统的几何模型和雷达回波相干性的本质进行了分析,在此基础上提出在方位向只有来自相同方位角空间采样位置的回波信号才具有相干性,即能够用于相干干涉处理,然后根据相干性的本质,提出了一种基于相同方位角的预滤波方法.仿真试验结果和实例分析表明,本文提出的方位向预滤波算法能够有效地保留相干性信息,提高SAR图像对之间的相干性.     

合成孔径雷达干涉技术用于煤矿沉陷监测研究

煤矿沉陷是1种典型的地质灾害,采用差分合成孔径雷达干涉技术可以高精度地监测上世纪90年代以来的煤矿沉陷历史及发育特征。本文以陕北大柳塔1990年代的煤矿沉陷为例进行了监测试验,并讨论了影响形变监测精度的大气效应和DEM。     

利用多干扰机对抗SAR双通道干扰对消技术的研究

双通道合成孔径雷达(SAR)和单航过的干涉合成孔径雷达(InSAR)有很强的抗干扰能力,固定的单站有源干扰机所发射的干扰信号到两通道的相位差是缓变的,可以被用来做干扰对消。该文提出利用双(多)干扰机对抗双通道干扰对消的方法,分析了双通道对消原理和双干扰机的信号特点,给出了双干扰机的干涉相位条件,讨论了干扰机干涉相位的估计方法。理论分析和仿真实验表明,该方法能有效减弱双通道雷达的抗干扰能力。     

多天线干扰机对抗InSAR双通道干扰对消的研究

干扰机运动能给双通道干扰对消带来困难,但连续运动的干扰机只在一定范围内有较好的干扰效果。旋转干扰机具有运动的重复性,该文分析了旋转运动的干扰机对InSAR双通道干扰对消的影响,针对旋臂过长不易实现的问题,提出用分布式的多干扰发射天线通过分时发射模拟旋转干扰机的方法,仿真结果证明了该方法的有效性。     

高分辨率机载InSAR高程距离向空变误差定标方法

高分辨率机载干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)是获取高精度数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的重要手段之一。由于主副天线距离向相位方向图存在差异等原因,导致干涉相位偏差沿距离向变化,而传统的干涉定标方法将干涉相位偏差视为常数进行定标,无法消除干涉相位沿距离向变化的误差,因此使得定标后反演得到的高程存在距离向空变误差。针对该问题,该文提出一种单独将干涉相位偏差沿视角进行多项式拟合的定标方法。最后,利用一组机载实测数据对该方法加以验证,实验结果表明,该方法能有效地解决高分辨率机载InSAR高程测量距离向误差的空变问题。     

基于扩展波数域的机载双天线干涉SAR自配准成像算法

为减少机载双天线干涉SAR繁杂的图像配准处理过程,该文提出了基于扩展波数域(K)的距离向自配准成像算法。该算法针对双天线因路径差引起的失配问题,在成像处理阶段通过采用高阶多项式拟合的手段,利用变标原理实现了图像对在距离向的精确配准。通过对仿真数据和X波段实际数据的处理,获得了较好的干涉条纹图,验证了算法的有效性。