[發明專利]一種基于纏繞相位的GBInSAR大氣校正方法及系統

有效

• 申請號: 201910982029.7
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110658521B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊紅磊;劉杰;彭軍還
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程江濤

本發明公開一種基于纏繞相位的GBInSAR大氣校正方法及系統。方法包括：獲取同一地區的兩幅單視復數影像和二者的差分干涉圖；選取干涉圖中的高相干點；獲取相鄰高相干點之間實測的相位差值和距離差值得到相鄰相位差和相鄰距離差；根據相鄰相位差和相鄰距離差計算大氣延遲系數；根據大氣延遲系數計算大氣延遲相位；根據大氣延遲相位與相鄰相位差的差值大小剔除超閾值的差值大小所對應的相鄰相位差和相鄰距離差得到去粗差后的相鄰相位差和相鄰距離差；根據去粗差后的相鄰相位差和相鄰距離差更新大氣延遲系數得到去粗差后的大氣延遲系數；利用去粗差后的大氣延遲系數計算粗差改正后的大氣延遲相位。本發明能擺脫對相位解纏的依賴。

技術領域

本發明涉及微波遙感測量技術領域，特別是涉及一種基于纏繞相位的GBInSAR大氣校正方法及系統。

背景技術

基于地基合成孔徑雷達干涉測量(GroundBased InSAR，GB-InSAR)是一種主動式微波雷達探測技術，起源于合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric SyntheticApertureRadar，InSAR)技術。它具有小規模，高靈活性和高精度等技術優勢。近年來，GB-InSAR技術在許多領域顯示出巨大的變形監測潛力，如滑坡，冰川運動，礦區沉降等。但是，有許多因素會影響GB-InSAR技術的監測精確性，例如噪聲、系統頻率不穩定和大氣延遲，而在長時間間隔的干涉圖中，大氣延遲是關鍵因素。有研究表明，溫度在20℃時，距離雷達1km處，1％的相對濕度的變化可導致2mm的測量誤差。為了改善GB-InSAR的監測精度，必須很好的改正大氣延遲相位。

迄今為止，大氣延遲改正的主要有兩種方法。第一種是氣象數據補償法。通過獲得場景里的溫度，濕度和氣壓數據，建立氣象參數與大氣延遲系數的數學模型。然后，通過大氣延遲系數來計算出大氣相位。氣象數據補償法受獲取的氣象參數采集位置及精度影響，精度較低。第二種方法是用高相干點或人工控制點來建立距離與大氣相位的函數模型。在大氣變化較為簡單地方，在距離和大氣控制點的相位間建立線性模型或者二次模型。第二種方法相對于第一種方法能夠提高精度。但在這種方法中，如果干涉圖存在相位跳變，需要依賴于相位解纏的過程。相位解纏是InSAR技術里的一個難點，不同的解纏方法會對結果產生不同的影響；而且，在相干性較低的干涉圖中，很難得到一個好的相位解纏結果，從而影響到大氣延遲改正的精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于纏繞相位的GBInSAR大氣校正方法及系統，擺脫對相位解纏的依賴，從而避免相位解纏對于大氣延遲改正的影響，提高大氣延遲改正的精度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于纏繞相位的GBInSAR大氣校正方法，包括：

獲取不同時刻對同一地區進行探測得到的兩幅單視復數影像以及由兩幅所述單視復數影像差分干涉形成的干涉圖；

根據所述干涉圖中各個像素點的相干性，選取所述干涉圖中的高相干點；

獲取處于同一個方位向的相鄰的所述高相干點之間的實測的相位差值和距離差值，得到相鄰相位差和相鄰距離差；

根據所述相鄰相位差和相鄰距離差利用最小二乘回歸法計算大氣延遲系數；

根據所述大氣延遲系數計算大氣延遲相位；

根據所述大氣延遲相位與所述相鄰相位差的差值大小剔除超出預設閾值的所述差值大小所對應的相鄰相位差和相鄰距離差，得到去粗差后的相鄰相位差和相鄰距離差；

根據所述去粗差后的相鄰相位差和相鄰距離差利用最小二乘回歸法更新大氣延遲系數，得到去粗差后的大氣延遲系數；

利用所述去粗差后的大氣延遲系數計算粗差改正后的大氣延遲相位。