[发明专利]一种基于导航卫星双基地InSAR的DEM成像方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于导航卫星双基地InSAR的DEM成像的方法及装置，能够提高PS点的时间相关性，提升了系统的配准精度。所述方法包括：使用滑动最小二乘拟合方法拟合本地坐标系下的DEM；对拟合后的DEM的各项进行二次差分，找到所述拟合后的DEM存在的所有不连续单元；得到拟合后的不连续单元相对应的待平滑核；对每个待平滑核，生成与所述待平滑核对应的、以所述待平滑核为基准进行中心对称变换后的高斯平滑核；对每个待平滑核，将其与对应的高斯平滑核进行加权求和运算，进而得到每个待平滑核对应的不连续单元的拟合平滑结果；将所有不连续单元的拟合平滑结果作为最终平滑后的DEM，将所述最终平滑后的DEM作为后向投影成像平面进行成像，得到最终的成像结果。

技术领域

本发明涉及双基地合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种基于导航卫星双基地InSAR的DEM成像方法及装置。

背景技术

干涉合成孔径雷达(InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar)可用于高程反演，需要借助外源DEM(Digital Elevation Model)用于估计和补偿干涉相位中的平地相位和地形相位，从而使干涉条纹更加稀疏，有利于后续相位解缠和高精度高程反演，以进行形变监测。

基于导航卫星的双基地InSAR系统，与传统机载、星载或地基系统相比，主要具有1)回波的低信噪比；2)距离向的低分辨率；3)系统几何构型的非对称性这三大特征，导致其成像结果与传统系统存在很大差别，主要表现为强散射点的点扩展函数(PSF，PointSpread Function)的联合，分辨率差，缺乏纹理信息。将该系统应用于形变反演时，如果根据传统系统所采取的方法，即直接引入外源DEM作为成像平面进行处理时，如果场景高程起伏较复杂，DEM精度较高，会使成像结果中永久散射体(PS，Persistent Scatterer)的分辨单元的幅度和相位跳变、边缘畸变、形状不连续，从而不利于后续PS点的提取和配准，影响最终的形变反演精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于导航卫星双基地InSAR的DEM成像方法及装置，能够在目标场景高程起伏较复杂、外源DEM精度较高的情况下，使 PS点分辨单元内幅度和相位连续，保留其PSF边缘理论特性，保证其形状连续，提高了PS点的时间相关性，提升了系统的配准精度。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种基于导航卫星双基地InSAR的DEM成像方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：使用滑动最小二乘拟合方法拟合本地坐标系下的DEM；

步骤S2：对拟合后的DEM的各项进行二次差分，找到所述拟合后的DEM 存在的所有不连续单元；

步骤S3：对每个拟合后的不连续单元，以所述拟合后的不连续单元为中心进行边界扩展，扩展后的结果作为与所述拟合后的不连续单元相对应的待平滑核；

步骤S4：对每个待平滑核，生成与所述待平滑核对应的、以所述待平滑核为基准进行中心对称变换后的高斯平滑核；

步骤S5：对每个待平滑核，将其与对应的高斯平滑核进行加权求和运算，进而得到每个待平滑核对应的不连续单元的拟合平滑结果；

步骤S6：将所有不连续单元的拟合平滑结果作为最终平滑后的DEM，将所述最终平滑后的DEM作为后向投影成像平面进行成像，得到最终的成像结果。

优选地，所述步骤S1：使用滑动最小二乘拟合方法拟合本地坐标系下的 DEM，包括：

步骤S11：DEM的N个单元，记为F^T＝[f(x₁,y₁) f(x₂,y₂) … f(x_N,y_N)]，