[發(fā)明專利]一種地基干涉雷達三維大氣校正方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010720991.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111650570B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊紅磊;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 崔玥

本發(fā)明公開了一種地基干涉雷達三維大氣校正方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取地基合成孔徑雷達影像的時間序列原始單視復(fù)數(shù)影像經(jīng)過差分干涉后得到的差分干涉圖；選取差分干涉圖中的高質(zhì)量點；對高質(zhì)量點進行相位解纏；根據(jù)解纏圖中各高質(zhì)量點的大氣延遲相位以及到坐標原點的距離確定三維大氣延遲模型中的大氣延遲系數(shù)，得到系數(shù)確定的三維大氣延遲模型；根據(jù)系數(shù)確定的三維大氣延遲模型確定差分干涉圖中各點的大氣延遲相位；從差分干涉圖中去除各點的大氣延遲相位，得到大氣相位校正后的干涉圖。本發(fā)明提供的地基干涉雷達三維大氣校正方法及系統(tǒng)考慮了大氣延遲在水平方向上不同質(zhì)，提高了大氣延遲的改正精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波遙感測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種地基干涉雷達三維大氣校正方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地基合成孔徑雷達干涉測量(GB-InSAR)是一種主動式微波雷達探測技術(shù)，起源于InSAR。它具有高靈活性和高精度等技術(shù)優(yōu)勢。近年來，它在許多領(lǐng)域顯示出巨大的變形監(jiān)測潛力，如滑坡，冰川運動，礦區(qū)沉降等。但是，有許多因素會影響GB-InSAR監(jiān)測的精確性，其中，對精度影響最大的就是大氣延遲相位。有研究表明，溫度在20℃時，距離雷達1km處，l％的相對濕度的變化可導致2mm的測量誤差。為了改善地基SAR的監(jiān)測精度，必須對大氣延遲相位進行精確校正。

在十幾年中，很多學者對大氣延遲的影響因素和改正方法做了研究。干涉圖上大氣擾動的程度主要受場景中氣象條件(溫度，濕度和氣壓)的影響，利用場景內(nèi)獲得的氣象數(shù)據(jù)與電磁波傳播時反射率的關(guān)系來求得大氣延遲系數(shù)，通過求得的延遲系數(shù)，建立與距離有關(guān)的大氣相位模型。Iannini在這種方法的基礎(chǔ)上提出先對濕度進行校正，再進行大氣改正，有效改善了精度，并分析了風的強度對大氣延遲的影響。但這類方法的精度受氣象參數(shù)獲取位置的影響，而且很難獲取滑坡區(qū)域的準確氣象信息。而且GB-InSAR所處的對流層里的熱力對流和湍流等現(xiàn)象對高頻信號的影響十分復(fù)雜，大氣同質(zhì)的假說在有些場景下難以成立。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種考慮了大氣延遲在水平方向上不同質(zhì)的地基干涉雷達三維大氣校正方法及系統(tǒng)，以提高大氣延遲的改正精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種地基干涉雷達三維大氣校正方法，包括：

獲取地基合成孔徑雷達影像的時間序列原始單視復(fù)數(shù)影像經(jīng)過差分干涉后得到的差分干涉圖；

選取所述差分干涉圖中的高質(zhì)量點，所述高質(zhì)量點為PS點和/或基于預(yù)設(shè)相干系數(shù)閾值選取的高相干點；

對所述高質(zhì)量點進行相位解纏；

根據(jù)解纏圖中各所述高質(zhì)量點的大氣延遲相位以及到坐標原點的距離確定三維大氣延遲模型中的大氣延遲系數(shù)，得到系數(shù)確定的三維大氣延遲模型，其中，所述三維大氣延遲模型為r_i為所述高質(zhì)量點i到坐標原點的距離，為所述高質(zhì)量點i解纏后的大氣延遲相位，x、y分別為所述高質(zhì)量點i在水平面內(nèi)的橫縱坐標，h為所述高質(zhì)量點i的高程，a₁為第一大氣延遲系數(shù)，a₂為第二大氣延遲系數(shù)，a₃為第三大氣延遲系數(shù)，a₄為第四大氣延遲系數(shù)；

根據(jù)所述系數(shù)確定的三維大氣延遲模型確定所述差分干涉圖中各點的大氣延遲相位；

從所述差分干涉圖中去除各點的大氣延遲相位，得到大氣相位校正后的干涉圖。

可選的，所述選取所述差分干涉圖中的高質(zhì)量點，具體包括：

計算所述差分干涉圖中各點的振幅離差，選取振幅離差小于預(yù)設(shè)閾值的點作為高質(zhì)量點。

可選的，所述預(yù)設(shè)閾值為0.12。