[發明專利]一種基于曲面后向投影算法的形變反演方法

有效

• 申請號: 201510570376.0
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN105182337B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 孫兵;聶琦;張施雨;張潔瓊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: 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，是指一種地基差分干涉合成孔徑雷達(Ground-Based Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar，簡稱GB-DInSAR)基于曲面后向投影算法(Back Projection，BP)的形變反演方法。

背景技術

GB-DInSAR是一種常用的形變監測方法，具有區域性、全天候、全天時、定點、連續、高精度監測的優點，具有很好的靈活性和可操作性，其非接觸的測量方式可以在安全距離內獲取被監測危險區域的形變數據，同時采集所得信息為區域性大面積的形變信息比單點的形變信息更有助于災害的理解和預測。地基SAR的這些特點使其在形變監測領域有廣闊的應用前景，獲取的形變信息對研究監測目標形變機理，預測和防止災害的發生有積極的意義。

BP成像算法是一種應用模式廣泛的SAR成像算法，同時在進行干涉處理時可具備高保相精度和自配準的性能。

對于一般的形變監測目標，其較精確的DEM(數字高程模型)獲取并不容易，因此在采用BP成像進行干涉測量時，一般將成像網格置于水平面，導致反演目標DEM存在移位，進而得到的形變位置等形變信息也存在畸變。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，在曲面BP算法成像的基礎上能夠得到較為準確的形變量等形變信息，本發明首先采用常規BP算法即成像網格設置于水平面，成像后進行干涉處理得到目標DEM，基于此DEM進行曲面BP并進一步得到新的DEM，進行迭代最后得到精度較高的目標DEM，再在此基礎上進行差分處理，得到目標形變，實現一種基于曲面BP的形變反演方法。

一種基于曲面后向投影算法的形變反演方法，包括以下幾個步驟：

步驟一、將成像網格設置為地平面，進行BP成像得到形變前的主輔圖像，并進行干涉處理，得到粗DEM；

步驟二、將粗DEM作為新的成像網格所在平面進行BP成像得到形變前的主輔圖像，并進行干涉處理，得到新的DEM，進行多次迭代，得到比較精確的目標的DEM；

步驟三、將迭代得到的目標的精確DEM作為成像網格所在平面進行BP成像得到形變前后的主圖，差分處理得到目標的形變信息。

本發明的優點在于：

本發明利用曲面BP算法進行成像，得到目標較精確的DEM，在此基礎上進行二軌法的差分處理，可得到目標的形變信息，該方法使得GB-DInSAR對目標進行形變監測時不必依靠目標的外部DEM，處理更為方便。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖；

圖2是本發明仿真中使用的目標地形圖；

圖3是本發明仿真中地基SAR系統的工作示意圖；

圖4是本發明仿真中目標形變圖；

圖5是本發明仿真中得到的主輔天線回波距離向壓縮后的結果圖；

圖6是本發明的采用常規BP算法時的BP成像網格；

圖7是本發明的常規BP算法得到的主輔天線成像結果；

圖8是本發明的對主輔圖像進行干涉處理后得到的目標粗DEM；

圖9是本發明的第一次曲面BP成像時得到的主輔圖像；

圖10是本發明的第一次曲面BP成像后干涉處理得到的目標DEM；

圖11是本發明的第十次曲面BP成像后干涉處理得到的目標DEM；

圖12是本發明的主天線形變前后曲面BP處理得到的成像結果；

圖13是本發明的仿真得到的形變反演結果；

圖14是本發明的理想形變與反演形變對比圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種基于曲面后向投影算法的形變反演方法，流程如圖1所示，主要包括以下幾個步驟：

步驟一、將成像網格設置為地平面，進行BP成像得到形變前的主輔圖像，并進行干涉處理，得到粗DEM。

具體為：

第一步，BP成像，輸入主輔天線回波距離壓縮后的結果，輸出主輔SAR圖像。

(1)網格劃分