[發明專利]基于InSAR解纏相位生成數字表面模型的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010545621.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111681299A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 董磊;尤紅建
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種基于InSAR解纏相位生成數字表面模型的方法及裝置。方法包括：根據InSAR獲取的圖像數據，生成干涉相位圖；確定干涉相位圖中每個像素點的解纏相位；根據解纏相位，計算InSAR的兩副天線的斜距平方差；根據InSAR的兩副接收天線所構成的空間基線，計算基線傾角；根據基線傾角以及每個像素點的解纏相位，計算機載InSAR的天線波束的對地俯角；根據斜距平方差以及對地俯角，計算干涉相位圖中每個像素點對應的二維平面坐標與高程值；基于每個像素點對應的二維平面坐標與高程值，生成數字表面模型。本發明提供的方法中不含迭代過程，通過一次計算就能生成數字表面模型，更加簡單高效，且計算過程中無需初始近似值，使得生成的數字表面模型更為準確。

技術領域

本發明涉及雷達遙感處理技術領域，特別涉及一種基于InSAR解纏相位生成數字表面模型的方法及裝置。

背景技術

目前，為了得到表達地面高程的數字表面模型(DSM，Digital Surface Model)，采用的方法通常是利用雙天線InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar，干涉合成孔徑雷達)獲取兩副圖像，再經過干涉相位生成、條紋濾波和相位解纏得到圖像上每個像素點的解纏相位，然后根據InSAR干涉原理對解纏相位進行高程反演，得到原始InSAR坐標(斜距和方位)下的高程，最后進行地理編碼的處理，將原始InSAR的方位斜距坐標轉換為國家通用的地理坐標系下表示的高程，從而得到DSM。

例如，有研究提出在獲取非模糊干涉相位基礎上，利用兩個斜距方程和一個多普勒方程給出地面點的3維坐標值，然后進行地理編碼，從而獲取地面數字高程，但由于兩個斜距方程是非線性方程，因此不能直接計算，而只能通過迭代計算將原始InSAR坐標DSM的轉換為國家地理坐標。

還有的研究提出在得到高程后，通過平差方法得到的多普勒中心頻率、航偏角后通過引入斜視角和側視角，再利用幾何關系得到該像點在高斯平面上的坐標，這就需要平差處理和多個角度計算的過程。

此外，還有研究提出在InSAR高程求解的基礎上,結合SAR成像原理,使用高精度DGPS/IMU系統獲取的數據,最后根據雷達的幾何關系及夾角，進行平面坐標的求解，但該方法同樣需要在求得高程的基礎上，再進行平面坐標的地理編碼處理。

可以看出，在現有的生成DSM的方法中需要先進行高程反演，再進行地理編碼處理，且計算過程中包含迭代過程，使得計算過程較為繁瑣，因此，如何簡單高效地生成DSM，成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于InSAR解纏相位生成數字表面模型的方法及裝置，以使生成DSM的方法更為簡單高效。

為達到上述目的，本發明實施例提供一種基于InSAR解纏相位生成數字表面模型的方法，包括：

根據InSAR獲取的圖像數據，生成干涉相位圖；

確定所述干涉相位圖中每個像素點的解纏相位；

根據所述解纏相位，計算所述InSAR的兩副天線的斜距平方差；

根據所述InSAR的兩副接收天線所構成的空間基線，計算基線傾角；

根據所述基線傾角以及所述每個像素點的解纏相位，計算所述InSAR的天線波束的對地俯角；

根據所述斜距平方差以及所述對地俯角，計算所述干涉相位圖中每個像素點對應的二維平面坐標與高程值；

基于所述每個像素點對應的二維平面坐標與高程值，生成數字表面模型。

在本發明一實施例中，通過如下公式計算所述斜距平方差：