The invention discloses an inversion method of sea surface flow field based on genetic algorithm. Firstly, the interferometric phase information detected by down-track interferometric SAR is acquired, the complex image registration is carried out, the flat phase is removed, the measured interferometric phase is obtained, and the measured interferometric phase is input into an empirical model to calculate the initial guessed flow field. Then, the background wind field, the platform parameters and radar parameters of along-track interferometric SAR flight detection are acquired, and the M4S model is input together with the initial guessed flow field to calculate the simulation interferometric phase. Finally, it is judged whether the difference between the simulation interferometric phase and the measured interferometric phase is less than the set RMS error threshold. If it is satisfied, the initial guessed flow field is inversion. Otherwise, the fitness function is constructed based on genetic algorithm, the correction coefficient is calculated to correct the initial guessed flow field, and the interferometric phase is re-simulated to calculate iteratively. The invention reduces the iteration calculation times of the inversion algorithm, and improves the effectiveness and accuracy of the detection of the sea surface flow field of the along-track interferometric SAR.
【技术实现步骤摘要】
一种基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法
本专利技术涉及微波遥感技术,特别是涉及一种基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法。
技术介绍
顺轨干涉合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)探测的干涉相位与雷达视向的多普勒速度成正比,据此可以反演高分辨率的海表流场信息。值得注意的是,干涉相位计算的多普勒速度同样包含了海表流场、海面风场、轨道速度和Bragg相速度的贡献。顺轨干涉SAR海表流场反演问题的核心是多普勒速度分量分离问题。针对这一问题,国外学者或利用先验海面风场和海浪信息计算轨道速度贡献,或采用实测流场数据定标,或利用L、C双频顺轨干涉SAR数据消除Bragg相速度,或基于风向与Bragg相速度的经验关系消除Bragg相速度。然而,由于波流速度的相互叠加以及海面风场的影响,传统多普勒速度分离方法很难有效实施。基于M4S微波成像仿真模型,Romeiser等提出了顺轨干涉SAR流场迭代反演算法,通过迭代计算使得仿真干涉相位(仿真流场输入M4S模型计算获取)和实测干涉相位相匹配,确定最优匹配的流场作为海表流场最优解(Romeiseretal.,2000;Romeiseretal.,2002)。2005年,Romeiser等基于该迭代反演算法,利用SRTMX-SAR在荷兰瓦登海域探测的干涉相位开展了海表流场反演研究,反演结果与KUSTWAD模式仿真结果的均方根误差约为0.2m/s(Romeiseretal.,2005)。2010年,Romeiser等同样基于该迭代反演算法,利用TerraSAR-XSAR在德国 ...
【技术保护点】
1.一种基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、获取顺轨干涉SAR探测的干涉相位信息,并进行复图像配准、平地相位去除,获得实测干涉相位;步骤2、将实测干涉相位输入经验模型,计算初猜流场;步骤3、获取海面背景风场、顺轨干涉SAR飞行探测的平台参数和雷达参数,与初猜流场一起输入M4S模型,计算仿真干涉相位;步骤4、判断仿真干涉相位与实测干涉相位的差是否小于设定的均方根误差阈值,若满足,则初猜流场即为反演流场,否则,转至步骤5校正初猜流场;步骤5、基于遗传算法构建适应度函数,并结合雷达、平台参数确定比例因子,计算校正系数;步骤6、根据校正系数校正初猜流场,并转至步骤3仿真计算干涉相位,重新进行迭代计算。
【技术特征摘要】
1.一种基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、获取顺轨干涉SAR探测的干涉相位信息,并进行复图像配准、平地相位去除,获得实测干涉相位;步骤2、将实测干涉相位输入经验模型,计算初猜流场;步骤3、获取海面背景风场、顺轨干涉SAR飞行探测的平台参数和雷达参数,与初猜流场一起输入M4S模型,计算仿真干涉相位;步骤4、判断仿真干涉相位与实测干涉相位的差是否小于设定的均方根误差阈值,若满足,则初猜流场即为反演流场,否则,转至步骤5校正初猜流场;步骤5、基于遗传算法构建适应度函数,并结合雷达、平台参数确定比例因子,计算校正系数;步骤6、根据校正系数校正初猜流场,并转至步骤3仿真计算干涉相位,重新进行迭代计算。2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的顺轨干涉合成孔径雷达海表流场反演方法,其特征在于,步骤2中计算初猜流场u0所用公式为:式中,u0表示初猜流场,λ表示雷达波长,V表示平台飞行速度,B表示有效基线长度,θ表示雷达入射角,φ0表示实测顺轨干涉相位。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵现斌,严卫,艾未华,陆文,王蕊,马烁,余茁夫,胡申森,高顶,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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