一种基于多通道SAR系统的高精度干涉相位获取方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多通道SAR系统的高精度干涉相位获取方法，它是通过多通道SAR系统可获取一幅高分辨率和一幅低分辨率图像，本发明专利技术通过减少副天线通道为单通道，得到两幅分辨率不同的SAR图像，再由两幅不同分辨率图像获得高精度干涉相位，利用二维频域干涉相位的高稀疏特性，建立了从低分辨图像到二维频域干涉相位的矩阵重构方程，为求解该方程提出了一种矩阵形式稀疏重构算法，最终获得了观测区域的干涉相位。本发明专利技术与传统的干涉测量方法比较，有效提高了InSAR复图像干涉相位的精度，且极大地降低了内存和计算量的消耗，大幅度提高计算效率。计算效率。计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多通道SAR系统的高精度干涉相位获取方法


[0001]本专利技术属于雷达
，它特别涉及了一种多通道合成孔径雷达(SAR)系统及其干涉相位获取方法。

技术介绍

[0002]作为一种工作在微波波段的有源雷达，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候的成像能力，即无论是白天或黑夜、晴天还是雷雨风雪天气，都可以随时随地成像，克服了光学和红外系统不能在晚上和复杂天气条件进行成像的缺点。
[0003]干涉合成孔径雷达(InSAR)测量技术是在合成孔径雷达(SAR)的基础上，利用两个或者多个位置不同的天线观测同一个目标场景，根据目标到不同天线的斜距差获得测量数据的干涉相位，再通过平台与地面观测场景的几何关系反演出地面场景的数字高程信息的技术。由于具有全天时、全天候的特点，InSAR已经成为当前提取大面积地表三维图像和地形高程变化信息的一项重要遥感技术，在地形测绘、自然灾害监测和自然资源调查等领域发挥越来越大的作用。
[0004]高分辨率SAR图像不仅能提高SAR系统对观测区域的检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道SAR系统的高精度干涉相位获取方法，其特征是它包括以下几个步骤：步骤1、多通道SAR系统构建：构建一个具有两幅天线的多通道SAR系统，包括雷达发射机、接收机、控制和处理计算机；其中主天线是单发多收模式，即一个发射机多个接收机，而副天线采用单发单收模式，即一个接收机一个发射机，采用控制和处理计算机来控制SAR系统信号的发射、接收、采集等功能，并完成后续采集数据的处理及成像；步骤2、初始化SAR系统参数：初始化SAR系统参数包括：平台速度矢量记为v
r
为方位向速度；两天线的基线长度，记为H；雷达发射信号载频，记为f
c
；脉冲重复时间记为PRI；雷达系统的脉冲重复频率为PRF；雷达发射信号带宽记为B
r
；电磁波在空气中的传播速度记为c；方位向慢时刻记为τ，τ＝1,
…
,K，K为方位向慢时刻总数；距离向快时间记为t，t＝1,
…
,T，T为距离向快时刻总数；上述参数均为SAR系统标准参数，其中雷达信号载频f
c
，脉冲重复时间PRI，雷达系统的脉冲重复频率PRF，雷达发射信号带宽B
r
；平台速度矢量在SAR观测方案设计中已经确定；根据SAR成像系统方案和观测方案，SAR成像方法需要的初始化成像系统参数均为已知；步骤3、划分SAR的成像场景空间：以雷达波束照射场区域地平面的单位向量所构成的平面直角坐标系作为InSAR的成像场景目标空间；初始化距离向成像场空间长度为L
x
，方位向成像场空间长度为L
y
；将成像场景目标空间进行划分为大小相等的平面单元格，主天线成像场景平面的距离向、方位向单元格数分别为N，L，副天线成像场景平面的距离向、方位向单元格数分别为I，J；步骤4、主副天线成像：在实际InSAR成像中，原始回波数据由数据接收机提供，主天线在第τ个方位向慢时刻和第t个距离向快时刻中InSAR的原始回波数据记为z
m
(τ,t)，副天线在第τ个方位向慢时刻和第t个距离向快时刻中InSAR的原始回波数据记为z
s
(τ,t)；采用传统的BP算法分别对z
m
(τ,t)和z
s
(τ,t)进行成像处理，得到成像处理后的图像为y
m
(m
xm
,m
ym
)和y
s
(m
xs
,m
ys
),其中m
xm
＝1,
…
,N，N为步骤3中主天线成像场景平面的距离向单元格数，m
ym
＝1,
…
,L，L为步骤3中主天线成像场景平面的方位向单元格数，m
xs
＝1,
…
,I，I为步骤3中副天线的成像场景平面的距离向单元格数，m
ys
＝1,
…
,J，J为步骤3中副天线成像场景平面的方位向单元格数；采用公式和计算得到y
m
(m
xm
,m
ym
)和y
s
(m
xs
,m
ys
)的矩阵形式，记为Y
s
和Y
m
，其中(
·
)
T
为转置运算符号；步骤5、建立矩阵重构方程：步骤5.1、采用公式计算得到Y
s
的二维离散傅里叶变换，记为其中为二维傅里叶变换，Y
s
为步骤4中y
s
(m
xs
,m
ys
)矩阵形式，F
I
∈I
×
I为距离向离散傅里叶变换，F
J
∈J
×
J为方位向离散傅里叶变换，I为步骤3中副天线成像场景平面的距离向单
元格数，J为步骤3中副天线成像场景平面的方位向单元格数；步骤5.2、采用公式Θ
m
＝angle(Y
m
)，计算得到矩阵形式的主天线相位，记为Θ
m
，其中Y
m
为步骤4中y
m
(m
xm
,m
ym
)矩阵形式，angle(
·
)为相位运算符号；采用公式计算得到干涉图像相位，记为U，其中为步骤5.1中Y
s
的二维离散傅里叶变换，Y
s
为步骤4中y
s
(τ,t)矩阵形式，Ω
β
∈J
×
L为抽样率为β的方位向抽样矩阵，F
N
∈N
×

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓玲，王楠，陈益飞，詹旭，韦顺军，师君，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：