[发明专利]一种基于小波多尺度相关性分析的机载InSAR轨道误差去除方法

权利要求书

1.一种基于小波多尺度相关性分析的机载InSAR轨道误差去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取与目标区域相对应的两种不同极化方式的合成孔径雷达SAR主影像和辅影像，经过图像预滤波，主从影像配准等过程，生成不同极化方式的干涉图；利用轨道参数计算平地相位利用轨道参数和外部DEM数据计算地形相位对所述两种不同极化方式干涉图进行滤波，并做差分干涉测量，去除平地相位和地形相位，得到两种不同极化方式差分干涉图

步骤S2：对所述两种不同极化方式差分干涉相位图分别进行小波多尺度分析，利用小波分解重构信号与原始信号均方根误差(RMSE)变化率确定的分解尺度作为高低频最优分解尺度M，分离出高频失相关噪声相位利用两种不同极化方式低频部分平均相关系数(ACC)变化率确定最大分解尺度L，分离出低频地形残差相位及轨道误差相位

步骤S3：对所述两种不同极化方式差分干涉图尺度L上的低频部分按平均相关系数定权方式对低频小波系数进行精化；对介于尺度L和M上的高频部分，按平均相关系数定权方式对高频小波系数进行精化；利用精化后小波系数重构，得到轨道误差改正后的差分干涉相位。

其中，所述平地相位其表达式为：

式中，λ为波长，R₁和R₂为参考斜距；

所述地形相位其表达式为：

式中，P表示极化方式，可以为线性极化方式(如HH、HV、VV、HH+VV及HH-VV或合成极化方式)，B为基线长度，θ为入射角，α为基线倾角，h为裸地表高度地形相位，Δh与散射目标相关的高度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述得到两种不同极化方式差分干涉图其干涉相位成分为：

式中，P表示极化方式，如HH、HV、VV、HH+VV及HH-VV或合成极化方式。

表示由外部DEM误差导致的地形残差相位，与极化方式有关。

表示噪声相位，与极化方式有关。

表示轨道误差相位，与极化方式无关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2所述对差分干涉相位进行小波多尺度分析通过以下公式计算得到：

式中，HH(x₁,x₂)和VV(x₁,x₂)分别表示HH和VV两种不同极化方式的差分干涉相位，φ和ψ分别是尺度函数和小波函数，j＝1～J，J是小波分解尺度，＜·,·＞是内积运算符，和是HH和VV两种不同极化方式干涉相位的低频小波分解系数，和是HH和VV两种不同极化方式干涉相位不同分辨率的高频小波系数。ε＝1,2,3，分别是f(x₁,x₂)垂直方向、水平方向和对角方向高频分量的小波分解系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2所述分解尺度通过以下公式计算得到：

所述小波分解重构信号与原始信号均方根误差(RMSE)变化率确定高低频最优分解尺度，其表达式为：

式中

所述平均相关系数(ACC)变化率确定最大分解尺度，其表达式为：

式中，平均相关系数(ACC)表达式为：

其中，开窗口平均，为窗口内高频小波系数的均值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3所述平均相关系数定权方式通过以下公式计算得到：

低频部分精化方式：

式中，

高频部分精化方式：

式中，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3所述进行差分干涉相位小波系数重构通过以下公式计算得到：

式中表示改正后低频系数，为改正前不同方向细节系数，改正前低频系数，为改正后不同方向细节系数，ε＝1,2,3。