一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法，包括：基于干涉合成孔徑雷達(dá)InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，設(shè)計(jì)各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值；根據(jù)觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，并利用最大似然估計(jì)算法確定地形高程。本發(fā)明還同時(shí)公開(kāi)了一種基于互質(zhì)多基線的高程重建裝置，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠使高度不連續(xù)地區(qū)的高程重建具有唯一性，并提高了測(cè)量精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干涉合成孔徑雷達(dá)(InSAR,Interferometric Synthetic ApertureRadar)的高程重建技術(shù)，尤其涉及一種基于互質(zhì)多基線的InSAR高程重建方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,數(shù)字高程模型(DEM, Digital Elevation Model)是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型。InSAR系統(tǒng)可以測(cè)量成像場(chǎng)景的DEM。相位解纏(PhU, Phase Unwrapping)是InSAR系統(tǒng)測(cè)量中的一個(gè)關(guān)鍵步驟,也是主要的誤差源之一，同時(shí)也是研究InSAR系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，相位解纏的處理效果直接影響DEM的測(cè)量結(jié)
果O
[0003]傳統(tǒng)單基線相位解纏方法，要求InSAR系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)繪的地區(qū)具有空間連續(xù)性。實(shí)際上，并不是所有的實(shí)際場(chǎng)景都服從這個(gè)假設(shè)，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(xù)性。因此，傳統(tǒng)單基線相位解纏方法不能得到有效的山區(qū)和城區(qū)的高程圖。為了在不對(duì)地表高程作任何假設(shè)的條件下，得到唯一的、正確的DEM，可以引進(jìn)同一地區(qū)的多幅干涉圖進(jìn)行聯(lián)合處理；但是，按此方法獲得的高程并非具有唯一解，而是周期性的。因此，如何通過(guò)物理上的配置使得InSAR系統(tǒng)測(cè)得的DEM唯一且精確，是目前亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法及裝置，能使高度不連續(xù)地區(qū)的高程重建具有唯一性，并能提高測(cè)量精度。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法，所述方法包括:
[0007]基于InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，使各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值，從而確定觀測(cè)干涉相位；
[0008]根據(jù)所述觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，并利用最大似然估計(jì)算法確定地形聞程。
[0009]優(yōu)選地，所述基于InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，使各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值，從而確定觀測(cè)干涉相位，包括:
[0010]依據(jù)互質(zhì)性要求將所述各天線進(jìn)行放置，并使各天線間形成的基線長(zhǎng)度的互質(zhì)精度在設(shè)定閾值范圍內(nèi)；
[0011]將所述各天線所在通道所采集的回波數(shù)據(jù)及直通信號(hào)進(jìn)行同步，并形成合成孔徑雷達(dá)(SAR, Synthetic Aperture Radar)圖像；
[0012]獲得SAR圖像后，以其中一幅SAR圖像作為基準(zhǔn)進(jìn)行配準(zhǔn)，并形成干涉圖，通過(guò)去平地效應(yīng)處理、干涉圖濾波處理，得到觀測(cè)干涉相位。
[0013]優(yōu)選地，所述形成干涉圖之前，所述方法還包括:[0014]對(duì)獲取的SAR圖像進(jìn)行頻譜劃分。
[0015]優(yōu)選地，所述對(duì)獲取的SAR圖像進(jìn)行頻譜劃分，包括:
[0016]對(duì)每幅SAR圖像分別進(jìn)行方位向、距離向的頻譜劃分；
[0017]將各幅SAR圖像中相應(yīng)頻譜對(duì)應(yīng)的子圖像進(jìn)行干涉處理；
[0018]根據(jù)所述干涉處理結(jié)果獲取每個(gè)頻譜對(duì)應(yīng)的觀測(cè)干涉相位圖。
[0019]優(yōu)選地，所述根據(jù)觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，利用最大似然估計(jì)算法確定地形高程，包括:
[0020]分別確定每幅干涉圖的高度模糊數(shù)hak，其中，k=l,...,K, K為干涉圖的總幅數(shù)；




[0021]確定hak兩兩互質(zhì)時(shí)的最大高度模糊數(shù)Hm，其中H為
【權(quán)利要求】
1.一種基于互質(zhì)多基線的高程重建方法，其特征在于，所述方法包括: 基于干涉合成孔徑雷達(dá)InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，使各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值，從而確定觀測(cè)干涉相位； 根據(jù)所述觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，并利用最大似然估計(jì)算法確定地形高程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，使各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值，從而確定觀測(cè)干涉相位，包括: 依據(jù)互質(zhì)性要求將所述各天線進(jìn)行放置，并使各天線間形成的基線長(zhǎng)度的互質(zhì)精度在設(shè)定閾值范圍內(nèi)； 將所述各天線所在通道所采集的回波數(shù)據(jù)及直通信號(hào)進(jìn)行同步，并形成合成孔徑雷達(dá)SAR圖像； 獲得SAR圖像后，以其中一幅SAR圖像作為基準(zhǔn)進(jìn)行配準(zhǔn)，并形成干涉圖，通過(guò)去平地效應(yīng)處理、干涉圖濾波處理，得到觀測(cè)干涉相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成干涉圖之前，所述方法還包括: 對(duì)獲取的SAR圖像進(jìn)行頻譜劃分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)獲取的SAR圖像進(jìn)行頻譜劃分，包括: 對(duì)每幅SAR圖像分別進(jìn)行方位向、距離向的頻譜劃分； 將各幅SAR圖像中相應(yīng)頻譜對(duì)應(yīng)的子圖像進(jìn)行干涉處理； 根據(jù)所述干涉處理結(jié)果獲取每個(gè)頻譜對(duì)應(yīng)的觀測(cè)干涉相位圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，利用最大似然估計(jì)算法確定地形高程，包括: 分別確定每幅干涉圖的聞度1旲糊數(shù)hak，其中，k=l,..., K, K表不干涉圖的總幅數(shù)； 確定hak兩兩互質(zhì)時(shí)的最大高度模糊數(shù)Hm，其中Hm為:
6.一種基于互質(zhì)多基線的高程重建裝置，其特征在于，所述裝置包括:基線設(shè)計(jì)模塊和地形高程確定模塊；其中， 所述基線設(shè)計(jì)模塊，用于基于InSAR系統(tǒng)給定參數(shù)，使各天線間形成的基線長(zhǎng)度為互質(zhì)值，從而確定觀測(cè)干涉相位；所述地形高程確定模塊，用于根據(jù)所述觀測(cè)干涉相位的概率密度函數(shù)建立最大似然函數(shù)，并利用最大似然估計(jì)算法確定地形高程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述基線設(shè)計(jì)模塊，還用于: 依據(jù)互質(zhì)性要求將所述各天線進(jìn)行放置，并使各天線間形成的基線長(zhǎng)度的互質(zhì)精度在設(shè)定閾值范圍內(nèi)； 將所述各天線所在通道所采集的回波數(shù)據(jù)及直通信號(hào)進(jìn)行同步，并形成SAR圖像；獲得SAR圖像后，以其中一幅SAR圖像作為基準(zhǔn)進(jìn)行配準(zhǔn)，并形成干涉圖，通過(guò)去平地效應(yīng)處理、干涉圖濾波處理，得到觀測(cè)干涉相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:頻譜劃分模塊，用于對(duì)獲取的SAR圖像進(jìn)行頻譜劃分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述頻譜劃分模塊，還用于: 對(duì)每幅SAR圖像分別進(jìn)行方位向、距離向的頻譜劃分； 將各幅SAR圖像中相應(yīng)頻譜對(duì)應(yīng)的子圖像進(jìn)行干涉處理； 根據(jù)所述干涉處理結(jié)果獲取每個(gè)頻譜對(duì)應(yīng)的觀測(cè)干涉相位圖。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述地形高程確定模塊，還用于: 分別確定每幅干涉圖的聞度1旲糊數(shù)hak，其中，k=l,..., K, K為干涉圖的總幅數(shù)；



確定hak兩兩互質(zhì)時(shí)的最大高度模糊數(shù)Hm，其中Hm為:
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK103713287SQ201310739883
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】洪峰, 李泓宇, 王宇, 張志敏, 鄧云凱, 趙鳳軍, 禹衛(wèi)東, 倪江 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所