[发明专利]基于SRTM DEM的干涉基线估计方法

权利要求书

1.一种基于SRTM DEM的干涉基线估计方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)轨道拟合的预处理：获取两幅干涉SAR图像及轨迹，用拉格朗日插值拟合的方法对两幅干涉SAR图像的实时轨道进行拟合，去除实时轨道中误差较大的位置点；

(2)将SRTM DEM反定位到斜平面获取高程值：通过卫星轨道以及参数文件中提供的参数信息，利用反定位的方法获得SRTM DEM在斜平面上高程值；对地距坐标系下每个外部DEM上的点而言，根据聚焦多普勒中心得到其在斜平面上的方位向位置，根据距离向间隔以及最小斜距确定在斜平面上的距离向位置；

(3)获取干涉SAR图像对在斜平面的高程值：利用两幅SAR图像干涉处理得到的解缠相位信息进行相位-高程转换，以得到干涉图像在斜平面的高程值；

(4)获取SRTM DEM高程与干涉SAR高程的高程误差：将斜平面上SRTM DEM的高程与两幅SAR图像干涉处理得到的斜平面高程作差，得到斜平面上的高程误差，观察高程误差的变化趋势，分析干涉基线变化规律；

(5)得到场景中的线性变化平行基线分量误差：根据参数文件中提供的波长、斜距等参数信息，求出场景中的模糊高度；利用获得的高程误差、模糊高度、基线误差之间的关系，获得场景中随着方位向线性变化的平行基线分量误差；

(6)对方位向的每一位置建立坐标系进行轨道校正：根据平行基线分量误差，对方位向的每一个位置都建立坐标系进行实时轨道误差校正，得到精度较高的轨道参数；

(7)DEM重建：利用校正之后的轨道信息，对DEM进行重建，并将DEM与SRTM DEM进行对比，观察用干涉SAR图像生成的DEM的精度，验证干涉基线估计结果。

2.根据权利要求1所述的基于SRTM DEM的干涉基线估计方法，其特征在于：步骤(1)中所述的轨道拟合预处理，包括有如下步骤：

(1a)获取轨道信息：根据不同参数文件的格式，读取两幅干涉SAR图像的轨道参数，包括卫星轨道位置、速度信息；

(1b)对轨道进行拉格朗日插值拟合：拉格朗日插值拟合多项式表示形式如下：

其中，x_j代表自变量，即要拟合的卫星状态矢量的位置，y_j代表拟合点对应的值，l_j(x)是拉格朗日插值基函数。

3.根据权利要求1所述的基于SRTM DEM的干涉基线估计方法，其特征在于：步骤(2)中由SRTM DEM反定位到斜平面获取高程值，包括有如下步骤：

(2a)坐标转换：SRTM DEM提供地平面纬度，经度和高程的三维坐标，而斜距平面中每个点的信息通常在WGS84坐标系中实现，对坐标进行变换，转换关系如下显示：

X,Y,Z代表WGS84坐标系中的坐标，B表示北纬，L表示经度，H是高度，N是曲率半径，a是半长轴，e²代表第一偏心率，经过转换后，获得SRTM DEM每个位置上对应的WGS84坐标；

(2b)SRTM DEM插值：对SRTM DEM生成的高程矩阵进行插值；

(2c)获取斜平面高程值：通过聚焦多普勒中心可以得到SRTM DEM在斜平面的方位向位置，利用参数文件中提供的距离向采样间隔和斜距信息，获取SRTM DEM在斜平面上的距离向位置；最后，对高程矩阵中不准确的点进行插值，获得完整的高程值。

4.根据权利要求1所述的基于SRTM DEM的干涉基线估计方法，其特征在于：步骤(5)得到场景中的线性变化平行基线分量误差，包括有如下步骤：

(5a)计算模糊高度：根据参数文件提供的波长等基本参数信息，通过以下公式得到模糊高度：

其中：λ是雷达波长，R是雷达到目标的斜距，θ是下视角，B_⊥是垂直有效基线；

(5b)得到基线误差：高程误差Δh、平行基线误差ΔB_||、模糊高度h_amb之间有如下关系：

至此，获得场景中的基线误差。

5.根据权利要求1所述的基于SRTM DEM的干涉基线估计方法，其特征在于：步骤(6)对方位向的每一位置建立坐标系进行轨道校正，包括有如下步骤：

(6a)得到轨道误差分量：基线误差的根源在于轨道误差，计算出基线误差之后得到对应的轨道误差分量，即将基线误差沿着轨道状态矢量的三个坐标方向进行分解，得到每个方向的误差分量；

(6b)轨道校正：将原始轨道根据该轨道误差分量进行校正，获得校正后的轨道速度和位置信息。