粗DEM辅助的广域PS-InSAR数据预处理方法及应用

PS-InSAR技术是一种高精度的地表形变探测方法,小区域PS-InSAR处理的研究较为深入,但处理方法并不适用广域的形变探测和数据处理方法。本文针对卫星实时轨道精度差的问题,首先提出利用辅助DEM进行斜距误差和轨道系统误差校正提升差分干涉相位反演精度的方法;其次,针对广域图像配准误差的空变性,提出了一种由粗到精的层级配准方法,解决了配准误差空变对PS-InSAR永久散射体选取和图像相干性的影响;最后,通过对形变观测结果的地理编码结合加权处理,实现对超广域观测图像的拼接。利用仿真数据验证了粗DEM对系统误差校正的有效性,并进一步通过Sentinel-1A的2000多景雷达影像对云南省全境39.4万平方千米的覆盖区域进行了处理,结果表明了本文方法对系统误差校正和对广域形变探测处理的有效性。     

干涉SAR阴影提取及相位补偿方法

针对阴影对干涉合成孔径雷达处理的不利影响,提出一种阴影提取方法和阴影区域相位补偿方法.用伪相关系数来锐化高相关区域和低相关区域边界,消除了地形变化对相关系数的影响,能较好地检测出阴影区城的边界.同时提出利用线性相位模型来补偿阴影区域的干涉相位,相位补偿后能够消除无效数据对相位展开过程的影响,从而提高生成的相位展开图精度.实测数据的处理结果表明,该方法能明显提高相位展开的可靠性.     

机载正侧阵雷达杂波自由度分析

 该文主要分析远场条件下机载正侧阵雷达任意波束宽度杂波在各种阵元间距情况下的自由度.首先从距离波数域出发分析任意波束宽度的杂波在各种阵元间距情况下的空间自由度,然后通过空时等效原理将二维空时杂波转化为一维空间杂波,得到不同系统参数情况下的空时杂波自由度,给出了适用范围广的杂波自由度确定方法.最后通过仿真实验验证了上述分析的正确性.     

混合基线InSAR构形下的SAR-GMTI方法研究

文中提出一种基于坡度补偿的联合像素杂波抑制方法,为了消除混合基线InSAR构形下由于垂直基线引入的地形起伏干涉相位的影响,该方法利用坡度补偿技术使杂波局部满足独立同分布,并且利用杂波子空间和噪声子空间的正交性来抑制静止杂波,同时能够充分利用当前像素和周围像素的信息,因此对配准误差具有很好的稳健性.仿真和实测数据的处理结果证明了该方法的有效性.     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

一种星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差估计新方法

方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效地抑制多普勒模糊以实现高分辨率宽测绘带(High-Resolution Wide-Swath HRWS)成像。通道间幅相误差将影响多普勒模糊抑制性能。基于星载SAR系统回波特性雷达回波在多普勒带宽外的能量通常远小于多普勒带宽内能量,该文提出一种多通道HRWS SAR系统通道间相位偏差估计新方法。该方法假定多普勒带宽外的信号近似为零,将单星多通道HRWS SAR系统相位偏差估计问题转换为恒模二次规划问题,然后利用经典二次规划问题求解方法特征值松弛法(Eigen-Value Relaxation, EVR)及半正定松弛法(Semi-Definite Relaxation, SDR)求解该问题,获取HRWS SAR系统通道间的相位偏差估计值。理论分析结果表明,该文算法可视为一种自适应加权最小二乘相位偏差估计算法。多通道SAR仿真实验结果验证了该文算法的有效性。     

基于残点识别的环路积分校正InSAR相位展开方法

本文对干涉SAR处理的关键步骤-相位展开-进行了讨论和分析,提出了利用残点识别和环路积分校正的相位解缠绕方法.进行了仿真和实测数据的处理,验证了该方法的有效性,最后给出了本文方法与分支截断法和区域增长法的结果比较,并对几项性能指标进行了对比,结果表明本文方法具有更好性能.     

基于距离谱分析的方位多通道HRWS SAR通道偏差稳健估计

在方位多通道高分辨宽测绘带合成孔径雷达(HRWS SAR)系统中,通道间幅相偏差和通道时延偏差将会导致多普勒解模糊性能下降。为了解决该问题,该文提出一种基于距离频谱分析的方位多通道HRWS SAR通道偏差稳健估计方法。该算法分为两步：第1步,通过对相邻通道回波距离频谱的干涉相位进行相位解缠绕和加权多项式拟合,从而获得通道时延偏差的稳健估计;第2步,基于空间互相关理论,根据通道间常数干涉相位同时估计基带多普勒中心和通道间相位偏差。相比于传统算法,该算法克服了相位缠绕和跳变对系数估计的影响,提高了算法稳健性,而且能同时估计基带多普勒中心和通道相位偏差。实测及仿真数据处理验证了该算法的稳健性和精确性。     

基于PolInSAR的植被区高精度数字表面模型反演方法

针对传统方法无法估计电磁波在植被中的穿透深度导致植被数字表面模型(DSM)反演误差较大的问题,该文提出一种高精度DSM估计方法。该方法首先通过极化干涉相干最优中最大化相位差法分离得到电磁波在植被中高、低散射相位中心的干涉相位。然后提出一种归一化高、低散射相位中心高度随消光系数变化的模型,基于该模型搜索得到电磁波在植被中的最浅穿透深度。最后利用干涉处理方法得到高散射相位中心的高程,将最浅穿透深度补偿到该高程中,从而提升植被区DSM估计精度。利用PolSARpro软件在不同植被种类和不同植被高度下进行仿真试验以及机载全极化数据进行实测数据试验,试验结果表明该方法能有效提高植被区DSM反演精度。

     

地形高程自适应的星载InSAR图像配准方法

星载干涉合成孔径雷达在基线较长或观测场景内地形复杂度较高时,地形高程对主辅图像间配准偏移量的影响不可忽略,利用二维二元低阶多项式模型拟合配准偏移量的精度较低,当利用控制点处配准偏移量估计多项式系数时,控制点数量和位置分布对估计精度的影响较大．针对上述问题,提出了地形高程自适应的降维图像配准方法．为了追踪主辅图像间配准偏移量随地形高程的变化,提高配准偏移量的拟合精度,提出了包含地形高程项的二维三元一阶多项式模型．利用主辅图像的成像参数和轨道数据计算多项式一次项系数,将需要利用控制点处配准偏移量估计的系数减少为两个常数项系数,提高了估计的稳健性．实测数据处理结果验证了该方法的精确性和稳健性．