[發明專利]基于平面近似模型的多基線相位解纏繞方法

有效

• 申請號: 201710748937.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107544069B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 邢孟道;藍洋;于瀚雯
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明屬于雷達信號處理領域，公開了一種基于平面近似模型的多基線相位解纏繞方法，包括：獲取干涉相位圖，計算干涉相位圖的纏繞相位梯度，然后進行基于平面近似的模糊數梯度估計，再通過MCF模型求解模糊數，根據模糊數與纏繞相位計算絕對相位，得到相位解纏繞結果；能夠解決在噪聲干擾下多基線相位解纏繞的噪聲魯棒性差的問題。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，尤其涉及一種基于平面近似模型的多基線相位解纏繞方法，適用于多基線干涉合成孔徑雷達(InSAR)系統在配準、濾波與去平地之后的多基線相位解纏繞問題。

背景技術

作為傳統SAR的發展，InSAR系統能夠全天候、全天時工作，現已廣泛應用于地形測繪、地表形變監測與自然災害檢測等諸多方面，因此，InSAR技術的發展一直受到了高度重視。

與單基線InSAR相比，多基線InSAR能夠利用多幅干涉相位圖，突破“相位連續性假設”，實現復雜地形(例如有峽谷、陡峭山崖等)的高精度測繪，這一優勢使得多基線InSAR在軍事及民用領域都具有很廣泛的應用前景。

在多基線InSAR系統進行地形測繪中，多基線相位解纏繞是一個關鍵步驟，在傳統的多基線相位解纏繞方法中，因其理論基礎——中國余數定理本身對噪聲的影響十分敏感，這直接導致了多基線InSAR在實際中的應用受到很大限制，如果能提高多基線相位解纏繞方法的噪聲魯棒性，將極大的推動復雜地形的高精度測繪以及相關領域的發展。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種基于平面近似模型的多基線相位解纏繞方法，能夠解決在噪聲干擾下多基線相位解纏繞的噪聲魯棒性差的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于平面近似模型的多基線相位解纏繞方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，從多基線InSAR系統中獲取兩個基線分別對應的干涉相位圖，記為第一干涉相位圖和第二干涉相位圖，兩幅干涉相位圖的大小相同，且為m×n，其中，m、n分別為大于零的正整數；

步驟2，根據第一干涉相位圖中每個像素的纏繞相位，確定第一干涉相位圖中水平方向相鄰像素間的水平纏繞相位梯度，記為水平纏繞第一相位梯度矩陣，其大小為m×(n-1)，并確定第一干涉相位圖中垂直方向相鄰像素間的垂直纏繞相位梯度，記為垂直纏繞第一相位梯度矩陣，其大小為(m-1)×n；

根據第二干涉相位圖中每個像素的纏繞相位，確定第二干涉相位圖中水平方向相鄰像素間的水平纏繞相位梯度，記為水平纏繞第二相位梯度矩陣，其大小為m×(n-1)，并確定第二干涉相位圖中垂直方向相鄰像素間的垂直纏繞相位梯度，記為垂直纏繞第二相位梯度矩陣，其大小為(m-1)×n；

步驟3，設定預設窗口大小，根據預設窗口大小選定給定像素位置對應的估計窗口；

步驟4，給定像素位置(i,j)，1≤i≤m,1≤j≤n-1；

根據給定像素位置(i,j)，以及給定像素位置(i,j)對應的估計窗口，估計得到第一干涉相位圖的水平方向模糊數梯度矩陣，其大小為m×(n-1)；以及估計得到第二干涉相位圖的水平方向模糊數梯度矩陣，其大小為m×(n-1)；

步驟5，給定像素位置(i,j)，1≤i≤m-1,1≤j≤n；

根據給定像素位置(i,j)，以及給定像素位置(i,j)對應的估計窗口，估計得到第一干涉相位圖的垂直方向模糊數梯度矩陣，其大小為(m-1)×n；以及估計得到第二干涉相位圖的垂直方向模糊數梯度矩陣，其大小為(m-1)×n；

步驟6，將第一干涉相位圖在水平方向的模糊數梯度矩陣中的元素以及干涉相位圖1在垂直方向的模糊數梯度矩陣中的元素帶入設定的優化模型，得到第一干涉相位圖的模糊數矩陣1；