[發明專利]基于整數規劃模型的MIMO InSAR相位解纏方法

有效

• 申請號: 202010142065.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111562579B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉輝;崔洪濤;宋惠靜;王進濤;邵慧歡;崔紅婭;吳永杰;李葛爽
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01C5/00
• 代理公司: 鄭州智多謀知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41170
• 代理人: 徐媛媛

本發明公開了一種基于整數規劃模型的MIMO InSAR相位解纏方法，主要步驟如下：(1)根據基線比、波長比和高程相位之間的對應關系構造整數規劃模型；(2)采用分枝定界法，求解滿足整數規劃模型的最小解k_i(i＝1,2,3,…,N²)；(3)計算相應干涉圖對應像元處的干涉相位微分的解模糊值dΦ_i；(4)分別以給定的相位解纏種子對各干涉圖中所有像元處的干涉相位微分解模糊值dΦ_i，按照一定的路徑積分，得到各干涉圖的解纏結果Φ_i(x,y)。本發明通過分析干涉相位與基線、頻率之間的關系構造目標函數及其約束條件，將MIMO InSAR相位解纏問題轉化為線性規劃表達與最優值解算問題，實現MIMO InSAR干涉相位的精確穩健解纏，提高其高程測量性能及對復雜地形的測繪能力。

技術領域

本發明涉及一種基于整數規劃模型的MIMO InSAR相位解纏方法，屬于雷達干涉測量技術領域。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)通過發射寬帶信號并采用合成孔徑技術將空間目標的三維信息投影到方位-距離平面上，獲得二維高分辨率圖像。在此基礎上發展起來的合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric Synthetic ApertureRadar,InSAR)技術可以全天時、全天候地快速獲取數字高程模型，在常年云霧、陰雨和霧霾影響嚴重地區的地形圖測繪與更新中具有重要應用價值。

傳統單一基線、單一頻率的InSAR系統難以在復雜地形區的測繪中發揮作用，受到系統復雜度和成本因素的限制，現有的多通道InSAR 系統所能提供的獨立觀測通道數量也有限。

為了解決這問題，提出一種基于整數規劃模型的MIMO InSAR相位解纏方法，通過采用MIMO InSAR相位解纏技術實現在不增加工作頻率或者觀測陣元的條件下大幅增加InSAR系統的獨立觀測通道數量，充分利用高頻干涉圖的高精度性和低頻干涉圖的易解性，解決頻譜混疊及相位欠采樣處的解纏難題，提高其高程測量性能及對復雜地形的測繪能力。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種利用整數規劃進行MIMO InSAR相位解纏的理論和方法，通過分析干涉相位與基線、頻率之間的關系構造目標函數及其約束條件，將MIMOInSAR相位解纏問題轉化為線性規劃表達與最優值解算問題，實現MIMO InSAR干涉相位的精確穩健解纏，提高其高程測量性能及對復雜地形的測繪能力。

為了達到上述目的，本發明提供了一種：基于整數規劃模型的 MIMO InSAR相位解纏的方法，主要步驟如下：

步驟R1，根據基線比、波長比和高程相位之間的對應關系構造整數規劃模型；

步驟R2，采用分枝定界法，求解滿足整數規劃模型的最小解 k_i(i＝1,2,3,···,N²)；

步驟R3，計算相應干涉圖對應像元處的干涉相位微分的解模糊值dΦ_i；

步驟R4，分別以給定的相位解纏種子對各干涉圖中所有像元處的干涉相位微分解模糊值dΦ_i，按照一定的路徑積分，得到各干涉圖的解纏結果Φ_i(x,y)；

如上所述的基于整數規劃模型的MIMO InSAR相位解纏的方法，在所述步驟R1中，將MIMO InSAR系統獲得的N²幅SAR圖像精確配準，且已去除了平地效應，根據基線比B₁:B₂:···:B_N和波長比λ₁:λ₂:···:λ_N，可得高程相位對應關系