[發明專利]基于時間域差分的PS-InSAR相位解纏方法及其系統與應用

在審

• 申請號: 202210318055.1
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN114675269A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 侯景鑫;許兵;李志偉;朱焱;毛文祥
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

1.基于時間域差分的PS-InSAR相位解纏方法，其特征在于，其包括：

S1獲得的合成孔徑雷達影像的差分干涉圖集，選擇永久散射體點并將其進行網絡構建，對構建形成的網絡弧段進行差分干涉相位提取，得到可表示為弧段地形殘差之差和弧段線性形變速率之差該兩個參數的函數的弧段差分干涉相位，將該差分干涉相位的纏繞值分為由所述弧段地形殘差之差引起的相位纏繞的纏繞值和由所述弧段形變速率之差引起的相位纏繞的纏繞值；

S2對所述弧段差分干涉相位中由所述弧段地形殘差之差引起的相位纏繞的纏繞值進行求解，并對應分離出與所述弧段地形殘差之差相關的相位，得到分離后的弧段差分干涉相位；

S3自所述分離后的弧段差分干涉相位中對所述弧段差分干涉相位中由所述弧段形變速率之差引起的相位纏繞的纏繞值進行求解，并對應分離出與所述弧段形變速率之差相關的相位，得到再次分離后的弧段差分干涉相位；

S4基于所得弧段形變速率之差引起的相位纏繞的纏繞值、弧段地形殘差之差引起的相位纏繞的纏繞值，及分離出的與所述弧段形變速率之差相關的相位、與所述弧段地形殘差之差相關的相位和原始的所述弧段差分干涉相位，通過最小二乘估計，獲得弧段地形殘差之差和弧段形變速率之差該兩個參數的精確解；

S5基于所得弧段地形殘差之差和弧段形變速率之差，通過最小二乘網平差估計，獲得所述永久散射體點處的地形殘差參數和形變速率參數，并基于上述分離獲得的所述弧段形變速率之差相關的相位，在每一個干涉對上進行最小二乘網平差得到永久散射體點形變相位，進一步通過相位轉換獲得所述永久散射體點的形變序列。

2.根據權利要求1所述的相位解纏方法，其特征在于，其中，所述由所述弧段地形殘差之差引起的相位纏繞的纏繞值的求解包括：對所述弧段差分干涉相位在時間域上進行逐次差分，根據所得差分相位集構建時間基線為零的虛擬觀測相位，其后通過一維解空間搜索方法，求解所述地形殘差之差的估計值，根據所述地形殘差之差的估計值獲得所述由所述弧段地形殘差之差引起的相位纏繞的纏繞值。

3.根據權利要求1所述的相位解纏方法，其特征在于，所述S1包括：

S11獲得測試區域的若干雷達影像，計算其整體相關系數，選取最大系數對應的影像為主影像，對其余影像進行配準和重采樣，得到從影像；

S12對所述主影像和所述從影像進行兩兩組隊干涉處理，獲得干涉相位集；

S13通過外部數字高程模型去除所述干涉相位集中的地形相位，得到覆蓋測試區域的所述差分干涉圖集；

S14對所述差分干涉圖集中的任一差分干涉圖進行永久散射體點選取，并通過單主影像差分干涉對差分干涉相位進行提取，如下：

Φ(x，t_i)＝Φ_defo+Φ_{topo_res}+Φ_atm+Φ_noise，

其中，Φ(x，t_i)表示第i幅干涉圖中x點處的差分干涉相位，該相位由形變相位Φ_defo、地形殘余相位Φ_{topo_res}、大氣延遲相位Φ_atm以及噪聲相位Φ_noise組成；

S15根據形變、地形殘差與干涉對時空基線的關系，獲得差分干涉相位的另一形式，如下：

其中，W[]為纏繞因子，t_i和分別表示該幅干涉圖的時間基線和空間垂直基線；λ、R、θ分別表示波長、雷達到點x的斜距以及改點處的入射角；v(x)、分別表示PS點x處的形變速率以及地形殘差值；表示殘余相位；

S16對差分干涉圖進行PS點網絡構建，對獲得的弧段兩邊的任意兩個PS點x和y的差分干涉相位再次進行差分，獲得所述弧段差分干涉相位如下：

其中，參數Δv、Δε_h分別代表x、y兩點間的線性形變速率之差和地形殘差之差，為x、y兩點的殘余相位之差。