[發明專利]基于優化解空間搜索法的PS?DInSAR地表形變測量參數估計方法

有效

• 申請號: 201410313140.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104091064B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 徐華平;王碧君
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01S13/90
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 趙文穎

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，具體地說，是指一種基于優化解空間搜索法的永久散射體合成孔徑雷達差分干涉測量技術的地表形變測量方法。

背景技術

永久散射體合成孔徑雷達差分干涉測量(PS-DInSAR)是一種利用地表散射特性穩定的永久散射體(PS)相位信息，建立合理的相鄰PS點差分相位模型，通過模型求解獲得地表形變、高程誤差等的測量技術。然而，大氣延遲、非線性形變、相位纏繞等因素使模型求解極其困難，往往需要合理估計模型中相鄰PS點形變速率之差Δv、高程誤差之差等參數。參數估算過程的準確性，是保證高精度地表形變測量的關鍵因素之一。

二維周期圖法是一種常用的PS-DInSAR參數估計方法，將差分相位看作是T-B空間(時間基線-空間基線空間)到空間的二維傅里葉變換值，利用頻譜估計的方法估計Δv和在時間基線和空間基線分布不均勻、SAR圖像數量較少的情況下，二維周期圖法往往不能獲得合理的估計結果，估計誤差較大。

解空間搜索法是另一種估計Δv和的方法，首先在一定先驗知識的指導下確定Δv和可能的取值范圍作為解空間，然后以一定搜索步長計算解空間內所有點的相位相干系數，選取相位相干系數最大的點作為Δv和的估計值。在缺乏先驗知識的情況下，為了提高參數估計精度，往往需要使用較大范圍的解空間和較小的搜索步長，限制了算法效率的提高；此外，解空間內相位相干系數最大的點往往未必是Δv和的真實值，存在較大的估計誤差。

綜上，尚未有一種針對PS-DInSAR地表形變測量的高精度、高效率的參數估計方法。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術的不足之處，提出一種基于優化解空間搜索法的PS-DInSAR地表形變測量參數估計方法。在缺乏先驗知識的情況下，通過以較大的搜索步長對較大搜索空間進行搜索，初步確定地表形變速率之差和高程誤差之差粗值，在此基礎上通過對相位相干系數進一步優化，在兼顧算法效率的同時，獲得高精度的地表形變測量值，實現了一種新的PS-DInSAR地表形變測量參數估計方法。

本發明的技術方案如下：

基于優化解空間搜索法的PS-DInSAR地表形變測量參數估計方法，包括以下步驟：

步驟一：輸入包含地表形變信息的長時間SAR圖像序列，并對SAR圖像進行預處理，包括配準、干涉、去除參考面相位、去除地形相位，獲得差分干涉相位圖像序列，設差分干涉相位圖像序列包括K張圖像；

步驟二：對差分干涉相位圖像序列，提取永久散射體點，即PS點，設PS點的數量為N，第n個PS點記為x_n，第k幅差分干涉相位圖像中第n個PS點的差分干涉相位記為其中n是小于或等于N的正整數，k是小于或等于K的正整數，據提取PS點的坐標構建Delaunay三角網絡；

步驟三：從空間尺度上，對第k幅差分干涉相位圖像，計算每一對相鄰PS點的二次差分相位：

ΔΦkPS(xrp,xsp)=ΦkPS(xrp)-ΦkPS(xsp)]]>

其中，p為小于或等于Delaunay三角網絡總邊數的正整數，r_p、s_p均是小于或等于N的正整數；

步驟四：建立目標函數：