[發明專利]一種改進的合成孔徑雷達差分干涉測量大氣校正方法

在審

• 申請號: 202211703362.8
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115902896A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 祝杰;師宏波;李瑜;韓宇飛
• 申請（專利權）人: 中國地震臺網中心
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京保識知識產權代理事務所(普通合伙) 11874
• 代理人: 劉元

1.一種改進的合成孔徑雷達差分干涉測量大氣校正方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像，下載完全覆蓋SAR影像的DEM數據和近紅外可降水汽產品；

S2、對獲取的兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像進行多視處理，然后根據研究區的位置，對兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像進行裁剪，獲取覆蓋研究區的兩景SAR影像子集，再根據研究區位置對近紅外可降水汽產品進行裁剪，獲取兩景水汽數據；

S3、對獲取的覆蓋研究區的兩景SAR影像子集進行差分干涉處理，獲取差分干涉相位φ_diff，且所述差分干涉相位φ_diff中包含了大氣延遲相位誤差；

S4、依據獲取的兩景水汽數據，利用大氣延遲相位校正模型，精確計算出兩景SAR影像觀測時大氣狀況差異引起的大氣延遲相位φ_atm；

S5、從獲取的差分干涉相位中去除大氣延遲相位誤差，以精確求取地表真實的沿雷達視線方向形變φ_disp。

2.根據權利要求1所述的改進的合成孔徑雷達差分干涉測量大氣校正方法，其特征在于，步驟S2中，所述對獲取的兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像進行多視處理，然后根據研究區的位置，對兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像進行裁剪，獲取覆蓋研究區的兩景SAR影像子集，再根據研究區位置對近紅外可降水汽產品進行裁剪，獲取兩景水汽數據，具體步驟為：

S21、將獲取的兩景同軌道的合成孔徑雷達SAR影像進行多視處理，生成SAR影像多視強度圖，并選擇成像時間較早的其中一幅影像作為主SAR影像，成像時間較晚的影像作為輔SAR影像；

S22、記錄研究區在主、輔SAR影像多視強度圖中的行列號，根據SAR影像在方位向和距離向的視數比，計算出研究區在主、輔單視復數影像中的行列號數；

S23、根據計算得到的行列號數，對主、輔SAR影像進行裁剪，獲得覆蓋研究區的SAR數據對；

S24、根據研究區位置，對近紅外兩景水汽產品進行裁剪。

3.根據權利要求1所述的改進的合成孔徑雷達差分干涉測量大氣校正方法，其特征在于，步驟S3中，所述對獲取的覆蓋研究區的兩景SAR影像子集進行差分干涉處理，具體步驟為：

S31、將輔SAR影像配準到主SAR影像上，配準精度至少要達到0.1個像元；

S32、對輔SAR影像重采樣：按照精配準多項式及相位重采樣法，對SAR輔影像進行相位重采樣，得到重采樣后的輔SAR影像；

S33、對主SAR影像和重采樣后的輔SAR影像進行干涉測量處理，獲取差分干涉相位φ_diff。

4.根據權利要求1所述的改進的合成孔徑雷達差分干涉測量大氣校正方法，其特征在于，步驟S4中，所述依據獲取的兩景水汽數據，利用大氣延遲相位校正模型，精確計算出兩景SAR影像觀測時大氣狀況差異引起的大氣延遲相位φ_atm，具體步驟為：

S41、計算天頂濕延遲：根據空間輻射計提供的近紅外水汽產品PWV，使用地表溫度測量法將可降水汽轉換為天頂濕延遲ZWD：

其中，∏是無量綱的轉換因子，取值在6.0到6.5之間；ρ_w表示′液態水密度，R₀和M_v分別表示普適水汽常數和水汽的摩爾質量；k₂和k₃是大氣反射率常數；T_m表示對流層的平均大氣溫度；

S42、計算天頂濕延遲差分圖(ZPDDM)：

其中，t₁和t₂分別表示兩次PWV的成像時間，表示t₁時刻天頂濕延遲，表示t₂時刻天頂濕延遲；

S43、計算地面斜距向上天頂路徑延遲差：

其中，gsd表示地面斜距方向，n、j、m分別表示地面點B到A之間的地面斜距向像元個數、東西向像元個數和南北向偏移像元個數；

S44、計算地面上每個像元在地距向天頂路徑延遲差上的權重值(w_i)：

其中，θ_inc表示雷達信號入射角，h表示對流層平均厚度；R表示可降水汽產品的空間分辨率，單位是千米；

S45、聯合地距向天頂路徑延遲差和每個像元在地距向天頂路徑延遲差上的權重值，給出優化的斜距向大氣延遲相位校正模型：

其中，Δφ_atm為所求的大氣延遲相位，λ表示雷達信號波長，ZPDDM_grd和w_i分別表示像元i上的地距向天頂路徑延遲差及其權重值，由步驟S43和步驟S44計算得出；

S46、進一步解算出去除大氣延遲相位后的研究區地表真實形變相位φ_disp：

φ_disp＝φ_diff-φ_atm

其中，φ_diff為干涉圖中去除平地效應和地形相位的差分干涉相位，由差分干涉軟件計算得出，φ_disp表示最終所求的地表真實形變相位。