[發明專利]一種保相的機載干涉SAR地形高度自適應運動補償方法

有效

• 申請號: 201310099721.8
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103197316A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 孟大地;仇曉蘭;胡東輝;丁赤飚
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達（SAR）信號處理領域，特別涉及機載SAR運動補償、SAR干涉高程測量領域。

背景技術

運動補償是機載SAR數據處理中的一項關鍵技術。載機由于受氣流影響而偏離理想的水平勻速直線飛行狀態，需要利用運動補償技術在SAR成像處理過程中予以補償，從而恢復SAR回波之間的相干性，得到包含正確相位信息并且良好聚焦的SAR復圖像。常規的運動補償方法（參考文獻[1]：A.Moreira?and?Y.Huang,“Airborne?SAR?processing?of?highly?squinted?data?using?a?chirp?scaling?approach?with?integrated?motion?compensation”,IEEETransactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing,vol.32,no.5,pp.1029-1040,Sept.1994）需要選定某一參考平面并按此平面進行補償計算。這種近似處理方式可以滿足傳統單天線機載SAR系統的SAR圖像聚焦要求。而對于機載SAR干涉地形高程測量來說，由于對干涉相位具有較高的精度要求，這種近似所引起的SAR復圖像相位誤差將嚴重降低地形高程的干涉測量精度（由于雙航過機載InSAR兩通道所經歷的運動誤差之間無任何相關性，因此該影響更為嚴重），因此常規的基于參考平面的運動補償方法將不再適用。

常用的考慮地形起伏的運動補償方法需要借助于照射場景的外部地形高程數據（參見文獻[2]：P.Prats,K.A.C.Macedo,A.Reigber,R.Scheiber,and?J.J.Mallorqui,“Comparison?of?Topography-and?Aperture-Dependent?Motion?Compensation?Algorithmsfor?Airborne?SAR”,IEEE?Geoscience?and?Remote?Sensing?Letters,Vol.4,No.3,pp.349-353,July2007）。而一般情況下并無外部地形高程數據可資利用，因此這種方法的實用性較差。另一種考慮地形起伏的運動補償方法是將兩個通道的SAR數據在成像處理過程按照相同的參考運動軌跡進行補償（參見文獻[3]：D.R.Stevens,I.G.Cumming,and?A.L.Gray:“Options?for?Airborne?Interferometric?SAR?Motion?Compensation”,IEEE?Transactionson?Geoscience?and?Remote?Sensing,Vol.33,No.2,pp.409-420,Mar.2007）。這種方法不需要借助外部地形高程數據，但與傳統的兩通道分別按照各自參考軌跡進行補償的補償方式相比，在兩通道按照同一參考軌跡進行補償時必將導致某一通道（或同時兩通道）的運動誤差幅度提高，進而導致運動補償精度降低，限制了該方法的實際應用。

發明內容

鑒于已有諸方法的局限性，本發明提出了一種保相的機載干涉SAR地形高度自適應運動補償方法，能夠從本質上消除未知地形起伏對運動補償精度的影響。

該保相的機載干涉SAR地形高度自適應運動補償方法，包括以下步驟：

第一步：對干涉SAR兩通道數據分別利用單天線SAR運動補償方法進行運動補償，得到干涉復圖像對；

第二步：對每個復圖像進行逆向相位補償，在保證SAR圖像聚焦效果的情況下，將復圖像中每個像素的相位信息恢復至與運動補償前的天線相位中心軌跡相對應；

第三步：進行復圖像配準、干涉相位提取、去平地相位以及相位展開，得到無纏繞的干涉相位圖；

第四步：計算第一通道SAR復圖像各像素對應的運動補償前斜距值；

第五步：根據兩通道天線相位中心軌跡數據計算運動補償前的干涉基線位置、基線長度及基線傾角；

第六步：根據第三、四、五步的計算結果，使用運動補償前的干涉相位、斜距值、干涉基線位置、基線長度以及基線傾角進行干涉計算，至此完成運動補償。

本發明的有益效果：

本發明與高精度載機組合導航系統以及高精度運動補償方法相結合，在機載干涉SAR數據處理中的應用能夠顯著提高干涉復圖像對的相位精度，進而提高地形高程干涉測量精度。

附圖說明

圖1為單天線機載SAR運動補償示意圖；

圖2為機載干涉SAR干涉處理示意圖。

具體實施方式