一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法技术

本发明专利技术属于干涉雷达技术领域，是一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，通过对频率比进行最优设计，增加相邻割平面交点的中心之间的理论间隔，实现InSAR干涉相位高精度解缠。高精度解缠。高精度解缠。

【技术实现步骤摘要】
一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法


[0001]本专利技术属于干涉雷达
，具体地说，涉及一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法。

技术介绍

[0002]干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)在地质灾害监测预警、地表沉降监测、地形测绘等领域已经得到了广泛的应用。
[0003]InSAR通过对同一地区观测的两幅SAR复图像进行相干处理，利用相位信息来实现高程的测量。为保证干涉测量的可行性与准确性，两次航过时要有足够的高度差，即空间基线要足够长。在长基线条件下，由于地形起伏的原因，真实相位的变化梯度大，导致干涉相位图的条纹十分密集。在复杂地形下，受SAR正侧视成像几何影响，叠掩、阴影等问题会导致干涉条纹很容易出现相位跳变。常规的相位解缠方法，难以适用于面向复杂地形测绘的InSAR相位图。
[0004]常规的单基线相位解缠方法，需要满足相位连续性假设，即要求进行测绘的地区具有空间连续性，干涉相位图中临近像素点的真实相位差不超过π。多基线相位解缠技术有效地突破了相位连续性假设的限制，通过长、短基线的联合极大地提高模糊高度，在星载/机载InSAR领域得到了很好地应用。但对于机载InSAR，由于多次飞行时航迹是不一致的，干涉基线是时变的，即对于不同的地物目标，其干涉基线是变化的，导致多次航过时干涉基线的组合数目过多，无法采用常规的多空间基线解缠方法。多频点相位解缠方法是多基线相位解缠的一类分支解缠方法，利用两次飞行过程中，不同频点的联合处理提高模糊高度，无需进行多次航过，降低了数据获取难度，同样是一种突破相位连续性假设的相位解缠方法。
[0005]受到相位误差的影响，具有相同模糊度的像素对应的点会出现明显的聚集现象。这种现象受到不同的频点组成的频率比的影响。如果频率比设计不合理，相邻割平面交点的中心之间的理论间隔会很小，对于误差更加敏感，从而影响最终的相位解缠精度。因此，需要研究频点设计方法，以提高相位解缠的精度。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，通过增加相邻割平面交点的中心之间的理论间隔，实现InSAR干涉相位高精度解缠。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]本专利技术提出一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，包括如下步骤：
[0009]S1、假设有M个不同通道发射和接收不同中心频率的雷达信号，从中任意选取N个，共有中组合，获取每种组合情况下所有可能的模糊数向量组合k
m
。
[0010]S2、构建关于模糊度的N维空间直线方程，设置参考割平面，获取由任意像素确定的N维空间直线方程与割平面的交点位置向量p
m
。
[0011]S3、将S1中得到的所有可能的模糊数向量k
m
代入与割平面交点位置向量p
m
中，得到所有可能的交点位置向量。
[0012]S4、计算此时多频点的最大不模糊高度h
2πN
。
[0013]S5、构建基于与割平面交点位置向量之间欧式距离最小化的目标函数，并且满足各频点的最简整数比的比值互斥，且最大不模糊高度大于最大地形高度。
[0014]S6、遍历所有可能的频点，得到最优的N个频点。
[0015]进一步的，S1中所有可能的模糊数向量的表达式为
[0016][0017]其中，k
m
表示第m个频点对应干涉图对应的模糊度，M表示各频点的最简整数比的比值的积，表示第m个频点对应的最简整数比的比值。
[0018]进一步的，S2中的构建的关于模糊度的空间直线方程为
[0019][0020]其中，f1,f2,
…
,f
N
表示不同中心频率，k
n
(s)表示在第n个频点对应的干涉相位图中第s个像素对应的模糊度，k
n
表示第n个频点对应的空间坐标轴。
[0021]考虑噪声影响，各像素对应的空间直线方程为
[0022][0023]其中Δk
n
(s)表示在第n个频点对应干涉相位图中第s个像素由于相位误差引起的模糊度改变量。
[0024]令任意一维作为割平面，即令k
x
＝0，则直线方程与k
x
＝0在N
‑
1维空间内的位置可表示为
[0025][0026]其中i＝1,2,K,N,i≠x
[0027]进一步的，S5中的基于与割平面交点位置向量之间欧式距离最小化的目标函数为
[0028][0029][0030]m1,m2∈[0,2M
‑
1],m1≠m2[0031]i＝1,2,K,N,i≠x
[0032]h
2πN
≥h
z
[0033]其中，f
1*
,f
2*
,L,代表各频点的最简整数比的比值，代表任意一个可能的N维空间直线与割平面交点的空间位置向量，h
2πN
代表此时多频点相位解缠可处理的最大不模糊高度，h
z
代表最大地形高度。
[0034]有益效果：本专利技术提供了一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，通过对信号的频点进行最优设计，通过增加相邻割平面交点的中心之间的理论间隔，增强了密度聚类的鲁棒性和基于中国余数定理搜索确定每个聚类中心对应的模糊对的可靠性，从而提升干涉相位解缠的准确性，有助于实现InSAR干涉相位高精度解缠。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的实施流程图
具体实施方式
[0036]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0037]如图1所示，本专利技术提供了一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，具体包括以下步骤：
[0038]S1、假设有M个不同通道发射和接收不同中心频率的雷达信号，从中任意选取N个，共有中组合，获取每种组合情况下所有可能的模糊数向量组合k
m
。
[0039]以两频点为例，所有可能的模糊数向量的表达式为
[0040][0041]其中，k1(s),k2(s)分别表示第1，2个频点对应干涉图中第s个像素对应的模糊度，f
1*
,f
2*
表示第1，2个频点对应的最简整数比的比值。
[0042]以三频点为例，所有可能的模糊数向量为
[0043][0044]其中，k
m
(s)表示第m个频点对应干涉图中第s个像素对应的模糊度，M表示各频点的最简整数比的比值的积，表示第m个频点对应的最简整数比的比值。
[0045]推广至N频点，所有可能的模糊数向量为
[0046][0047]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、假设有M个不同通道发射和接收不同中心频率的雷达信号，从中任意选取N个，共有中组合，获取每种组合情况下所有可能的模糊数向量组合k
m
。步骤二、构建关于模糊度的N维空间直线方程，设置参考割平面，获取由任意像素确定的N维空间直线方程与割平面的交点位置向量p
m
。步骤三、将步骤一中得到的所有可能的模糊数向量k
m
代入与割平面交点位置向量p
m
中，得到所有可能的交点位置向量。步骤四、计算此时多频点的最大不模糊高度h
2πN
。步骤五、构建基于与割平面交点位置向量之间欧式距离最小化的目标函数，并且满足各频点的最简整数比的比值互斥，且最大不模糊高度大于最大地形高度。步骤六、遍历所有可能的频点，得到最优的N个频点。2.如权利要求1所述的面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，其特征在于，步骤一中所有可能的模糊数向量的表达式为其中，k
m
表示第m个频点对应干涉图对应的模糊度，M表示各频点的最简整数比的比值的积，表示第m个频点对应的最简整数比的比值。3.如权利要求1所述的面向InSAR的多频点干涉相位解缠的频点设计方法，其特征在于，步骤二中的构建的关于模...

【专利技术属性】
技术研发人员：田卫明，谢鑫，邓云开，胡程，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，
类型：发明
国别省市：