一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法技术

本发明专利技术公开了一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，该方法包括数据预处理，在满足空间基线和时间基线要求的前提下，SAR主影像的选择及影像组合生成影像对，根据DEM与选好的SAR主影像进行配准，将DEM范围裁剪成与SAR主影像范围一致后，对已配准主、辅影像进行前置滤波，计算生成干涉图；差分干涉计算，依据空间基线参数和地球椭球体参数计算平地相位，利用配准后DEM计算地形相位，从干涉相位中生成差分干涉图，经过滤波的主、辅影像差分干涉相位像元，生成相干图，对相位缠绕的差分干涉图进行解缠；LOS向形变量计算，依据雷达波长参数，经过相位转形变计算之后，根据需要结合外部辅助数据，将解缠相位换算为视线方向的形变量，利用DEM产品进行地理编码。

【技术实现步骤摘要】
一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法
本专利技术涉及测绘和遥感的雷达
，具体来说，涉及一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法。
技术介绍
而现有的监测手段多是在地面安装多种传感器监测，垂直测斜孔、外部变形观测墩、垂直位移、测点、多点位移计、GNSS、锚索测力计、锚索测力计、锚筋束测力计、渗压计等，测量内容多为拉裂体内部变形监测、外部变形监测、渗透压力和支护体应力监测等，这些方法的优点是测量精度高、成果可靠，缺点是耗费大量的人力物力、成本高、测量点稀疏、复测时间间隔长，对监测人员的安全无法得到有效保障，监测范围小，受环境影响大，而且需监测地段多处深山峡谷，从业人员流动大、专业素质参差不齐，常年偏僻山区工作，员工易存在有强大的惯性和侥幸思维，安全意思薄弱，测量难度大，人为因素影响严重，无法保证监测数据的准确性及时性，而现有的监测技术手段无法满足大范围、高频次监测，亟需寻找新的技术手段。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，在监测地表形变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：/nS1：数据预处理，在满足空间基线和时间基线要求的前提下，SAR主影像的选择及影像组合生成影像对，根据DEM与选好的SAR主影像进行配准，将DEM范围裁剪成与SAR主影像范围一致后，对已配准主、辅影像进行前置滤波，并计算生成干涉图；/nS2：差分干涉计算，依据空间基线参数和地球椭球体参数计算平地相位，利用配准后DEM计算地形相位，从干涉相位中生成差分干涉图，经过滤波的主、辅影像差分干涉相位像元，生成相干图，对相位缠绕的差分干涉图进行解缠；/nS3：LOS向形变量计算，依据雷达波长参数，经过相位转形变计算之...

【技术特征摘要】
1.一种新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，该方法包括如下具体步骤：
S1：数据预处理，在满足空间基线和时间基线要求的前提下，SAR主影像的选择及影像组合生成影像对，根据DEM与选好的SAR主影像进行配准，将DEM范围裁剪成与SAR主影像范围一致后，对已配准主、辅影像进行前置滤波，并计算生成干涉图；
S2：差分干涉计算，依据空间基线参数和地球椭球体参数计算平地相位，利用配准后DEM计算地形相位，从干涉相位中生成差分干涉图，经过滤波的主、辅影像差分干涉相位像元，生成相干图，对相位缠绕的差分干涉图进行解缠；
S3：LOS向形变量计算，依据雷达波长参数，经过相位转形变计算之后，根据需要结合外部辅助数据，将解缠相位换算为视线方向的形变量，利用DEM产品进行地理编码。


2.根据权利要求1所述的新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，所述的S1数据预处理进一步包括：
S1.1SAR主影像选择和影像组合；
S1.2影像配准和裁剪；
S1.3DEM及SAR主影像配准和裁剪；
S1.4干涉相位计算。


3.根据权利要求2所述的新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，所述的S1.1SAR主影像选择和影像组合进一步包括：
S1.1.1计算所有影像像对的时间和空间基线，生成时间和空间基线分布图，若差分干涉过程中基线越大则相关性降低，测高精度下降，若基线越大，则相位差和基线本身长度的不确定性引起的高度测量误差越小，使差分干涉在最佳状态的最优基线，星载干涉SAR最优基线表达式如下：
目标高度估计方差σh的确定公式为：



其中，σR为斜距方差，σθ1为闪烁效应引起的视角方差，σθ2为相位展开误差引起的视角方差；



由上式得：



通过计算θ对ψ的推导：



因为非模糊相位的估计误差为：
σ2ψ＝(2π)2/4SNRinsar
因为有：



其中，SNRinsar＝(BW-fflat)/fflat是图像的信噪比，fflat＝ωflat/2π为平地频率；
最优基线为：



S1.1.2选择设计工作周期内空间基线尽量短的像对，宜选择时间早的影像作为主影像。


4.根据权利要求2所述的新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，所述的S1.2影像配准和裁剪进一步包括：
S1.2.1选择配准算法，设置配准参数，对每个像对进行精配准计算,精配准是基于粗配准的坐标偏移量和影像坐标匹配算法，从主从影像中搜索出足够数量且均匀分布在重叠区域内的同名像点，使用多项式模型进行描述两幅影像同名像素的坐标偏差，将主从影像同名像点的坐标差Δr、Δt表示为主影像坐标r、t的函数关系式；



基于所得到的同名像点坐标偏移量，采用最小二乘法可求解出多项式模型的系数ai和bi，其中，i＝0,1,2，……5；
S1.2.2主、辅影像配准时要求方位向和距离向误差均小于0.25个像元，且计算配准多项式的同名点应在整景影像上均匀分布；
S1.2.3所有配准影像裁剪后的公共区域应大于或等于设计的监测工作范围，如有缺失应及时补充数据；
S1.2.4选择配准影像中的公共区域作为InSAR处理范围，将所有影像裁剪成相同范围的区域。


5.根据权利要求2所述的新型差分InSAR的LOS向形变量估计方法，其特征在于，所述的S1.3DEM及SAR主影像配准和裁剪进一步包括：
S1.3.1应对DEM采样成与SAR主影像一致的分辨率；
S1.3.2将DEM与SAR主影像进行配准，配准精度应优于0.5个像元；
S1.3.3依...

【专利技术属性】
技术研发人员：林艳生，肖剑，刘思谋，白士新，张金宝，
申请(专利权)人：中冶北京交通科技发展有限公司，中冶交通建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11