[發明專利]面向邊坡高程測量的GB-InSAR基線優化設計方法

有效

• 申請號: 201710774620.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107656267B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 田衛明;胡程;龍騰;趙政;曾濤;丁澤剛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/90;G01C5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

1.一種面向邊坡高程測量的地基干涉SAR基線優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、根據地基干涉SAR系統的測高原理，獲取影響高程測量精度的各誤差源；建立地基干涉SAR系統的空間坐標系，將空間位置信息引入誤差源誤差引起的測高誤差的模型中，獲得包含空間位置信息的誤差源高程誤差表達式，整合得到包含空間位置信息的系統測高精度表達式σ_h(B,α)；高程測量精度表達式σ_h(B,α)所包含的基線參數B和α為優化對象；

步驟二、將邊坡類型的觀測區域建模為理想斜面，利用觀測區域的理想斜面模型和系統測高精度表達式σ_h(B,α)，構建能夠表征觀測區域內整體測高精度的目標函數；

步驟三、設計基線時，將給定的除基線參數之外的系統參數以及所觀測的邊坡所對應的理想斜面參數，代入所述目標函數，獲得滿足地基干涉SAR系統的測高精度指標的一系列基線參數，從這些基線參數中選取最優基線參數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，影響高程測量精度的誤差源包括干涉相位、基線長度和基線傾角；則通過步驟一整合得到的所述系統測高精度表達式σ_h(B,α)為：

其中，建立地基干涉SAR系統的空間直角坐標系xyz，P(y,z)為觀測區域中的一點在yz平面內的坐標，σ_h(B,α)|_P表示P點的系統測高精度，合成孔徑中心位于xyz直角坐標系的z軸上，合成孔徑平行于x軸；為干涉相位的均方差，σ_B為基線長度B的均方差，σ_α為基線傾角α的均方差，λ為載波波長。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2所建立的觀測區域的斜面模型只由邊坡斜面初始位置(y₁,z₁)、邊坡斜面傾角β與邊坡斜面長度L三部分決定：

D:z＝tanβ·y+z₁-tanβy₁,y∈[y₁,y₁+Lcosβ]

其中，D表示觀測區域，y、z表示觀測區域斜面模型中各樣點的坐標。

4.如權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述構建能夠表征觀測區域內整體測高精度的目標函數為：由理想斜面上所有樣點的系統測高精度的誤差均值與均方差構建目標函數F：

其中，P為觀測區域中的一點，D為觀測區域，N表示觀測區域中樣點總數，std()表示求均方差，η為調節權值。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述干涉相位的均方差采用計算，γ為相干系數，該相干系數忽略了時間去相干，考慮熱噪聲去相干和空間去想干；空間去相干采用引入了空間位置信息的空間去相干系數γ_spatial表示：

其中，β為觀測區域的邊坡斜面傾角，ρ_r為系統距離向分辨率，r表示目標到雷達的斜距。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三所述獲得滿足地基干涉SAR系統的測高精度指標的一系列基線參數為：

將給定的除基線參數之外的系統參數以及所觀測的邊坡所對應的理想斜面參數代入目標函數，得到目標函數的函數值與基線參數之間的表達式；將測高精度指標考慮設定余量后作為函數值代入目標函數，獲得一系列滿足條件的基線參數。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取最優基線參數為：選取基線長度最短的一對基線參數作為基線優化設計結果。