[发明专利]一种基于差频InSAR的缓变高程反演方法

说明书

本发明实施例提供一种基于差频InSAR的缓变高程反演方法，该方法包括：对成像后的两幅单视复图像进行配准；对配准后的两幅单视复图像共轭相乘，取复数据的相位部分即得到干涉相位，所述干涉相位中包含平地相位和高程相位，暂时将平地相位从所述干涉相位中去除；去除平地相位后，对剩余相位补偿差频相位项，将所述剩余相位等效转化为差频InSAR其中一个天线载频对应的同频高程相位；将所述同频高程相位中的同频平地相位加回至高程相位之中，基于同频InSAR高程反演数学式计算获得高程。该方法统的测高精度可远远高于以往方法的近似处理，并且极大的提升了差频InSAR系统参数的设计自由度和测高灵敏度。

技术领域

本发明属于微波遥感技术领域，具体涉及一种基于差频InSAR的缓变高程反演方法。

背景技术

干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR，InSAR)是一种重要的高程测量遥感器，InSAR不仅具有普通SAR全天时、全天候、分辨率高的优势，而且可以基于三角几何测量原理，从干涉相位中反演陆地或海面的高程信息。

InSAR在垂直平台运动轨迹上设置两部发射/接收天线，两部天线相位中心之间的距离通常称为基线。两部天线各自独立的向同一地物场景发射雷达信号并独立的接收地物回波，回波各自经过SAR成像处理后即得到两幅包含幅度和相位信息的单视复图像(SLC)。SLC中每一点像素的相位实际上记录的是天线至目标点的距离信息。由于存在基线，InSAR两部天线至同一目标点的距离存在差异，该差异被两幅SLC之间的相位差，即干涉相位所记录。因此，获取干涉相位后，即可根据三角几何测量原理反演目标点的高程信息。

InSAR基线越长，干涉相位对高程变化的检测灵敏度越高，测高精度就越高。然而，基线越长信号去相干也越来越严重，又将导致测高精度严重降低。已有研究结果表明，基线去相干本质上是由于长基线导致两部SAR天线观测同一地物时存在下视角差异，下视角差异导致两部SAR天线虽然是用相同的雷达载频观测地物，但是能与地物发生Bragg共振的地物谱波数存在差异，也就是说两部天线能够观测到的同一地物的波数谱范围存在非重叠。基线越长，视角差异越大，地物波数谱非重叠越多，干涉信号相干性越差。已有研究结果证明，InSAR可根据基线长度设计不同的雷达载频，即在发射信号载频之间引入差频，用以补偿长基线导致的接收地物波数谱非重叠，降低基线去相干的影响。

但是，传统InSAR测高原理及高程反演方法均建立在InSAR两天线发射信号载频相同的前提之下，引入差频以后传统InSAR高程反演方法将不再适用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于差频InSAR的缓变高程反演方法，以提高差频InSAR系统的测高精度和提升差频InSAR系统参数的设计自由度。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于差频InSAR的缓变高程反演方法，该方法包括：S1：对成像后的第一天线的单视复图像和第二天线的单视复图像进行配准；S2：对配准后的第一天线的单视复图像和第二天线的单视复图像共轭相乘，取复数据的相位部分即得到干涉相位，所述干涉相位中包含平地相位和高程相位，暂时将平地相位从所述干涉相位中去除，其中计算平地相位所采用的载频与步骤S3中同频等效后的频率一致；S3：去除平地相位后，对剩余相位补偿差频相位项，将所述剩余相位等效转化为差频InSAR中的第一天线的载频对应的同频高程相位，第二天线的载频与步骤S2中计算平地相位所采用的载频一致；S4：将所述同频高程相位中的同频平地相位加回至高程相位之中，基于同频InSAR高程反演数学式计算获得高程。

优选的，所述步骤S3还包括，当所述同频高程相位出现相位缠绕时，对所述同频高程相位进行相位解缠。

优选的，所述步骤S1还包括，基于差频InSAR系统参数计算两幅单视复图像在方位向和距离向上的像素级差异并完成粗配准，然后采用相干系数法对两幅单视复图像进行亚像素级配准。

优选的，所述差频InSAR系统参数为基线长度、平台高度、平台速度中的一种或多种。