【技术实现步骤摘要】
一种基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法
[0001]本专利技术属于物探领域，涉及一种机载探地雷达探测成像方法，具体涉及一种基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法。
技术介绍
[0002]探地雷达广泛应用于地质灾害识别、资源勘探、考古等领域，是国内外研究的热点。探地雷达虽然在地质勘探中取得了一定成效，包括探测调查地层分布状况、软弱带、破碎带等岩土体典型地质结构特征。但是，探地雷达勘测深度浅、分辨率低，达不到对广域岩土体结构精细勘测的需求。同时，机载探地雷达系统缺乏自主研发的关键技术，多为国外产品仿制，缺乏相关领域的理论基础和系统设计方面的研究，导致机载探地雷达技术和仪器装备大大落后于国外。20世纪60年代，机载探地雷达最早应用于冰层探测，超宽带雷达逐渐发展并应用于研究岩土体结构。近年，机载探地雷达在国内引起研究热潮，但受于当前无人机载荷能力和续航能力的限制，搭载的探地雷达设备重量有限，发射信号强度低，存在很大的局限性。探地雷达存在探测深度“深”、分辨率“清”与载荷重量“轻”三者之间相互制约的矛盾问题，不能满足地质灾害隐患精细化探测需求，如机载探地雷达提高勘测深度需降低频率，导致分辨率下降。
[0003]针对以上问题，为满足国家对大规模地质灾害监测预警与风险防控的重大科技需求，亟需开展对机载探地雷达高效勘探方面的技术研究。差分干涉技术广泛应用于InSAR中，可获得毫米级的地表形变，极大提高了星载雷达的探测精度。将差分干涉技术引入探地雷达中，通过数据采集、影像配准、干涉处理、降噪、相位解缠等过程
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤S1：多景影像数据采集获取多景探地雷达成像数据作为差分干涉的原始图像数据；步骤S2：影像配准对步骤S1中的图像数据进行影像配准，选取PS点，将主副影像中对应像素的位置进行准确配对；步骤S3：影像数据干涉处理将步骤S2中准确配对的两幅影像中对应像素值进行共轭相乘，得到差分干涉图；步骤S4：数据降噪对差分干涉图中的噪声进行数据降噪处理，得到滤波后的差分干涉图；步骤S5：相位解缠采用最小费用流法对步骤S4滤波后的差分干涉图进行相位解缠，得到经过相位解缠的干涉图；步骤S6：生成超分辨率电阻率图对步骤S5得到的经过相位解缠的干涉图进行全波形反演，生成超分辨率电阻率成像图和成像间隔时间内岩土体结构的精细变化图。2.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S1的具体步骤如下：步骤S1.1：结合高精度数字高程模型，对测区进行飞行轨迹设计，并将飞行轨迹数字化坐标导入无人机自主导航系统，实现无人机高精度自主飞行控制；步骤S1.2：采用双Q强化学习算法，建立飞行速度动态控制数据库，对飞行速度进行动态控制，满足采样速率对飞行速度的要求；步骤S1.3：引入小脑模型从输入到输出的多维非线性映射的能力，在无人机飞控系统中集成小脑模型对无人机飞行高度进行控制，保证影像数据的高相干性；步骤S1.4：采用飞行数据实时解算与姿态效应快速反馈自主导航系统，对飞行姿态和飞行轨迹进行实时控制，实现无人机重轨飞行，保证主副影像数据的高度相干性。3.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S2的具体步骤如下：步骤S2.1：以步骤S1中的任意一幅影像作为主影像，另一幅作为副影像，选取主影像内PS点作为影像配准的控制点，并在需要配准的影像中搜索对应点，进行重采样处理；步骤S2.2：通过主副影像中心坐标和对应同名点坐标之间的相互转化，对主副影像数据进行粗配准；步骤S2.3：建立多项式配准模型，将控制点数据用于模型参数拟合，并采用插值方法实现主副影像的精配准。4.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S3的具体步骤如下：步骤S3.1：将主副影像的振幅进行相乘处理，得到干涉图的振幅，干涉图的相位由两幅影像间的相位差决定，计算公式如下：
P
m
＝A
m
e
i
；P
s
＝A
s
e
j
；其中，P
m
和P
s
分别表示主影像和副影像中的像元信息，A
m
和A
s
分别表示主影像和副影像的振幅强度，i和j分别表示主影像和副影像的相位；步骤S3.2：将步骤S3.1中的主副像元信号进行复共轭相乘，得到差分干涉图，计算公式如下：P
int
＝P
...
【专利技术属性】
技术研发人员：田爽，陈宏伟，彭程谱，凌贤长，邱瑞，周峰，郝国成，李晓丹，毛小刚，张熙阳，张钟远，
申请(专利权)人：中铁十七局集团有限公司哈尔滨工业大学中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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