一種基於互質多基線的高程重建方法及裝置製造方法
2023-12-07 19:09:36 4
一種基於互質多基線的高程重建方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於互質多基線的高程重建方法，包括：基於幹涉合成孔徑雷達InSAR系統給定參數，設計各天線間形成的基線長度為互質值；根據觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，並利用最大似然估計算法確定地形高程。本發明還同時公開了一種基於互質多基線的高程重建裝置，採用本發明的技術方案，能夠使高度不連續地區的高程重建具有唯一性，並提高了測量精度。
【專利說明】一種基於互質多基線的高程重建方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及幹涉合成孔徑雷達(InSAR,Interferometric Synthetic ApertureRadar)的高程重建技術，尤其涉及一種基於互質多基線的InSAR高程重建方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前,數字高程模型(DEM, Digital Elevation Model)是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。InSAR系統可以測量成像場景的DEM。相位解纏(PhU, Phase Unwrapping)是InSAR系統測量中的一個關鍵步驟,也是主要的誤差源之一，同時也是研究InSAR系統的一個重點和難點，相位解纏的處理效果直接影響DEM的測量結
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[0003]傳統單基線相位解纏方法，要求InSAR系統進行測繪的地區具有空間連續性。實際上，並不是所有的實際場景都服從這個假設，例如山谷、陡峭山脈以及懸崖等地形通常就難以保證地形高度的連續性。因此，傳統單基線相位解纏方法不能得到有效的山區和城區的高程圖。為了在不對地表高程作任何假設的條件下，得到唯一的、正確的DEM，可以引進同一地區的多幅幹涉圖進行聯合處理；但是，按此方法獲得的高程並非具有唯一解，而是周期性的。因此，如何通過物理上的配置使得InSAR系統測得的DEM唯一且精確，是目前亟需解決的問題。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明實施例的主要目的在於提供一種基於互質多基線的高程重建方法及裝置，能使高度不連續地區的高程重建具有唯一性，並能提高測量精度。
[0005]為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的:
[0006]本發明實施例提供了一種基於互質多基線的高程重建方法，所述方法包括:
[0007]基於InSAR系統給定參數，使各天線間形成的基線長度為互質值，從而確定觀測幹涉相位；
[0008]根據所述觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，並利用最大似然估計算法確定地形聞程。
[0009]優選地，所述基於InSAR系統給定參數，使各天線間形成的基線長度為互質值，從而確定觀測幹涉相位，包括:
[0010]依據互質性要求將所述各天線進行放置，並使各天線間形成的基線長度的互質精度在設定閾值範圍內；
[0011]將所述各天線所在通道所採集的回波數據及直通信號進行同步，並形成合成孔徑雷達(SAR, Synthetic Aperture Radar)圖像；
[0012]獲得SAR圖像後，以其中一幅SAR圖像作為基準進行配準，並形成幹涉圖，通過去平地效應處理、幹涉圖濾波處理，得到觀測幹涉相位。
[0013]優選地，所述形成幹涉圖之前，所述方法還包括:[0014]對獲取的SAR圖像進行頻譜劃分。
[0015]優選地，所述對獲取的SAR圖像進行頻譜劃分，包括:
[0016]對每幅SAR圖像分別進行方位向、距離向的頻譜劃分；
[0017]將各幅SAR圖像中相應頻譜對應的子圖像進行幹涉處理；
[0018]根據所述幹涉處理結果獲取每個頻譜對應的觀測幹涉相位圖。
[0019]優選地，所述根據觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，利用最大似然估計算法確定地形高程，包括:
[0020]分別確定每幅幹涉圖的高度模糊數hak，其中，k=l,...,K, K為幹涉圖的總幅數；
[0021]確定hak兩兩互質時的最大高度模糊數Hm，其中H為
【權利要求】
1.一種基於互質多基線的高程重建方法，其特徵在於，所述方法包括: 基於幹涉合成孔徑雷達InSAR系統給定參數，使各天線間形成的基線長度為互質值，從而確定觀測幹涉相位； 根據所述觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，並利用最大似然估計算法確定地形高程。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述基於InSAR系統給定參數，使各天線間形成的基線長度為互質值，從而確定觀測幹涉相位，包括: 依據互質性要求將所述各天線進行放置，並使各天線間形成的基線長度的互質精度在設定閾值範圍內； 將所述各天線所在通道所採集的回波數據及直通信號進行同步，並形成合成孔徑雷達SAR圖像； 獲得SAR圖像後，以其中一幅SAR圖像作為基準進行配準，並形成幹涉圖，通過去平地效應處理、幹涉圖濾波處理，得到觀測幹涉相位。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述形成幹涉圖之前，所述方法還包括: 對獲取的SAR圖像進行頻譜劃分。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述對獲取的SAR圖像進行頻譜劃分，包括: 對每幅SAR圖像分別進行方位向、距離向的頻譜劃分； 將各幅SAR圖像中相應頻譜對應的子圖像進行幹涉處理； 根據所述幹涉處理結果獲取每個頻譜對應的觀測幹涉相位圖。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，利用最大似然估計算法確定地形高程，包括: 分別確定每幅幹涉圖的聞度1旲糊數hak，其中，k=l,..., K, K表不幹涉圖的總幅數； 確定hak兩兩互質時的最大高度模糊數Hm，其中Hm為:
6.一種基於互質多基線的高程重建裝置，其特徵在於，所述裝置包括:基線設計模塊和地形高程確定模塊；其中， 所述基線設計模塊，用於基於InSAR系統給定參數，使各天線間形成的基線長度為互質值，從而確定觀測幹涉相位；所述地形高程確定模塊，用於根據所述觀測幹涉相位的概率密度函數建立最大似然函數，並利用最大似然估計算法確定地形高程。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述基線設計模塊，還用於: 依據互質性要求將所述各天線進行放置，並使各天線間形成的基線長度的互質精度在設定閾值範圍內； 將所述各天線所在通道所採集的回波數據及直通信號進行同步，並形成SAR圖像；獲得SAR圖像後，以其中一幅SAR圖像作為基準進行配準，並形成幹涉圖，通過去平地效應處理、幹涉圖濾波處理，得到觀測幹涉相位。
8.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括:頻譜劃分模塊，用於對獲取的SAR圖像進行頻譜劃分。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述頻譜劃分模塊，還用於: 對每幅SAR圖像分別進行方位向、距離向的頻譜劃分； 將各幅SAR圖像中相應頻譜對應的子圖像進行幹涉處理； 根據所述幹涉處理結果獲取每個頻譜對應的觀測幹涉相位圖。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述地形高程確定模塊，還用於: 分別確定每幅幹涉圖的聞度1旲糊數hak，其中，k=l,..., K, K為幹涉圖的總幅數；
確定hak兩兩互質時的最大高度模糊數Hm，其中Hm為:
【文檔編號】G01S13/90GK103713287SQ201310739883
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】洪峰, 李泓宇, 王宇, 張志敏, 鄧雲凱, 趙鳳軍, 禹衛東, 倪江 申請人:中國科學院電子學研究所