[发明专利]一种基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法

权利要求书

1.一种基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤S1：多景影像数据采集

获取多景探地雷达成像数据作为差分干涉的原始图像数据；

步骤S2：影像配准

对步骤S1中的图像数据进行影像配准，选取PS点，将主副影像中对应像素的位置进行准确配对；

步骤S3：影像数据干涉处理

将步骤S2中准确配对的两幅影像中对应像素值进行共轭相乘，得到差分干涉图；

步骤S4：数据降噪

对差分干涉图中的噪声进行数据降噪处理，得到滤波后的差分干涉图；

步骤S5：相位解缠

采用最小费用流法对步骤S4滤波后的差分干涉图进行相位解缠，得到经过相位解缠的干涉图；

步骤S6：生成超分辨率电阻率图

对步骤S5得到的经过相位解缠的干涉图进行全波形反演，生成超分辨率电阻率成像图和成像间隔时间内岩土体结构的精细变化图。

2.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S1的具体步骤如下：

步骤S1.1：结合高精度数字高程模型，对测区进行飞行轨迹设计，并将飞行轨迹数字化坐标导入无人机自主导航系统，实现无人机高精度自主飞行控制；

步骤S1.2：采用双Q强化学习算法，建立飞行速度动态控制数据库，对飞行速度进行动态控制，满足采样速率对飞行速度的要求；

步骤S1.3：引入小脑模型从输入到输出的多维非线性映射的能力，在无人机飞控系统中集成小脑模型对无人机飞行高度进行控制，保证影像数据的高相干性；

步骤S1.4：采用飞行数据实时解算与姿态效应快速反馈自主导航系统，对飞行姿态和飞行轨迹进行实时控制，实现无人机重轨飞行，保证主副影像数据的高度相干性。

3.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S2的具体步骤如下：

步骤S2.1：以步骤S1中的任意一幅影像作为主影像，另一幅作为副影像，选取主影像内PS点作为影像配准的控制点，并在需要配准的影像中搜索对应点，进行重采样处理；

步骤S2.2：通过主副影像中心坐标和对应同名点坐标之间的相互转化，对主副影像数据进行粗配准；

步骤S2.3：建立多项式配准模型，将控制点数据用于模型参数拟合，并采用插值方法实现主副影像的精配准。

4.根据权利要求1所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述步骤S3的具体步骤如下：

步骤S3.1：将主副影像的振幅进行相乘处理，得到干涉图的振幅，干涉图的相位由两幅影像间的相位差决定，计算公式如下：

P_m＝A_meⁱ；

P_s＝A_se^j；

其中，P_m和P_s分别表示主影像和副影像中的像元信息，A_m和A_s分别表示主影像和副影像的振幅强度，i和j分别表示主影像和副影像的相位；

步骤S3.2：将步骤S3.1中的主副像元信号进行复共轭相乘，得到差分干涉图，计算公式如下：

P_int＝P_m×P_s^*＝A_m×A_se^i-j；

其中，P_int表示干涉信号，P_s^*表示副影像的共轭信号。

5.根据权利要求4所述的基于差分干涉技术的机载探地雷达超分辨率成像方法，其特征在于所述干涉图通过主副影像振幅、相位信息共轭相乘获取；干涉图的振幅由主副影像的振幅乘积决定，干涉图的相位由两幅影像间的相位差决定。