【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双基地合成孔径雷达，具体涉及一种基于多因素优选的导航星双基地insar植被区数据获取方法。
技术介绍
1、基于全球导航卫星系统的双基地合成孔径雷达干涉测量(global navigationsatellite syetem-based bistatic interferometric sar，gnss-based inbsar)是利用在轨的导航卫星作为发射源，接收机位于近地面的双基地sar系统，其中采用了永久散射体干涉测量技术(persistent scatters-insar,ps-insar)，接收机可以是机载、车载甚至是固定方式。由于在轨的导航卫星资源丰富、重访周期短、无需发射机等特点，导航星双基地insar系统能够以较低的硬件成本实现对观测区域的毫米级形变测量，是一种广泛用于地质灾害易发地区滑坡预警的雷达遥感技术。
2、然而，地质灾害多发于高植被覆盖的地区，接收的场景反射信号受到植被、地形、地表粗糙度、土壤成分等多种因素的影响。由于植被的季节变化，包含地表形变信息的信号会受到严重的去相关噪声的污染。同时，植被种类繁多、结构复杂、分布随机，阻碍了植被反射模型的建立，从而给接收信号的提取和分离带来了挑战，导致植被覆盖区域内导航星双基地insar系统的形变测量精度受到严重制约。另一方面，基于导航星双基地insar的植被影响研究刚处于起步阶段，现有的研究多基于星载合成孔径雷达干涉测量系统，无法直接用于导航星双基地insar系统。因此，亟需一种基于导航星双基地insar系统的植被场景数据集获取方法，以对植
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于多因素优选的导航星双基地insar植被区数据获取方法，该方法主要针对导航卫星双基地insar中的植被对形变测量性能影响评估的问题，基于多因素联合优化的策略，提出了导航星双基地insar植被场景研究的数据采集实验设计方案。首先根据地表植被覆盖类型，进行实验场景选择；然后计算雷达观测指标，确定各场景下可用的实验点；接着，通过对实验场景的季度植被归一化指数进行分析，确定实验持续时间；最后，基于多目标联合优化算法，设计各实验点的采数时刻和卫星组合，获得最终的数据采集实验设计方案。
2、本专利技术的基于多因素优选的导航星双基地insar植被区数据获取方法，包括：
3、步骤一，基于植被覆盖类型进行实验场景选择；
4、步骤二，在各实验场景中选择实验点，所述实验点的位置满足导航星双基地insar系统所需观测条件；
5、步骤三，确定各实验点的实验持续时间tdur；所述实验持续时间tdur满足：
6、vari(ndvi(tdur))≥k·vari(ndviyear) (7)
7、其中，pnir和pred分别表示实验点的近红外波段和红波段的反射；ndvi(tdur)为实验持续时间tdur内的实验点地表ndvi值，ndviyear为该实验点在过去一年中的ndvi值，vari(x)＝max(x)-min(x)表示输入数据x的最大波动幅度，k∈(0,1)为比例因子；
8、步骤四，针对各实验点，基于卫星分辨率、仰角，以及理论的形变测量精度，构建该实验点的采样时刻和卫星组合的多目标联合优化模型；通过对多目标联合优化模型的求解，得到该实验点的采数时刻和卫星组合；
9、步骤五，对步骤二选定的实验点，根据步骤四确定采数时刻和卫星组合，进行实验持续时间tdur的数据测量，得到对应植被覆盖类型的植被区测量数据。
10、较优的，所述步骤一中，选择常绿阔叶林、灌木丛、草本、以及裸露的岩石共四种典型地表覆盖区域作为实验场景。
11、较优的，所述步骤二中，所述实验点的位置满足导航星双基地insar系统的距离向分辨率ρr指标和方位向分辨率ρa指标，以及位置精度稀释pdop指标；其中，
12、
13、
14、
15、其中，c为光速，b为发射信号的带宽，β为双基地角度，θ为沿β角平分线方向的单位向量，γta为发射机与实验点中心方向连线方向的单位矢量，z为沿正上方的单位向量，λ为信号波长，tint为合成孔径，ωta为发射机相对于实验点中心的角速度；上标t表示矩阵转置；d11，d22，d33分别为东西向、南北向和上下向的理论变形测量精度；d11，d22，d33根据观测矩阵h计算：
16、
17、
18、其中，为第i颗卫星的形变测量精度，psi为第i颗卫星在观测时刻的位置，i＝1,2,…,m，m为当前可用卫星的总数；pa为实验点中心位置，pr为接收机的位置，t为当前合成孔径时间的中心时刻。
19、较优的，所述步骤四中，多目标联合优化模型为：
20、
21、
22、其中，t为采集时刻，sc为卫星组合，sreso为卫星分辨率，sreso_thres为卫星分辨率门限，θ为卫星仰角，θthres为卫星仰角门限，acc为卫星理论形变反演精度，accthres为卫星理论形变反演精度门限，eff为监测效率函数。
23、较优的，所述eff以实验点范围内ps点覆盖率为检测效率。
24、有益效果：
25、本专利技术基于多因素联合优化的策略，综合考虑植被覆盖种类、雷达观测指标、实验时间持续时间等因素，最终确定植被场景研究的数据采集实验设计方案，然后据此采集数据，建立数据集，以进行后续信号处理和相位分析，为导航星双基地insar植被场景研究的原始数据积累提供了一种可行方法。此外，本专利技术还为建立植被散射模型，从而实现植被覆盖地区地表高精度形变测量奠定了基础。
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1.一种基于多因素优选的导航星双基地InSAR植被区数据获取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，选择常绿阔叶林、灌木丛、草本、以及裸露的岩石共四种典型地表覆盖区域作为实验场景。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述实验点的位置满足导航星双基地InSAR系统的距离向分辨率ρr指标和方位向分辨率ρa指标，以及位置精度稀释PDOP指标；其中，
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，多目标联合优化模型为：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述eff以实验点范围内PS点覆盖率为检测效率。
【技术特征摘要】
1.一种基于多因素优选的导航星双基地insar植被区数据获取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，选择常绿阔叶林、灌木丛、草本、以及裸露的岩石共四种典型地表覆盖区域作为实验场景。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述实验点...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞峰，曾熙玥，高嘉浩，周经天，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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