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各种全局最优INSAR相位解缠算法的研究

吴磊  
【摘要】:合成孔径雷达干涉测量技术是20世纪60年代末发展起来的新兴技术,是当今雷达对地观测技术的前沿和热点。它利用从雷达复影像数据衍生出来的相位信息提取地表高程、地表变化及土地利用等信息,从而服务于高精度的地形测绘和形变监测等。其中相位解缠技术是合成孔径雷达干涉测量的关键技术。它的准确性直接影响到干涉测量SAR所生成DEM的精确度。但是,噪声和伪信号往往造成相位数据的不连续,给相位解缠带来极大的困难。针对INSAR相位解缠过程中因为噪声问题导致的解缠结果不理想的问题,依据尽量达到图像解缠全局最优的思路,提高解缠质量,从而从总体上提高雷达影像干涉测量的精度,是非常有意义的研究。 本文首先介绍了INSAR系统的工作方式和工作原理,从干涉测量技术三维数据获取的几何模型着手,介绍高程模型计算的具体步骤和重点、难点,并由此引出解缠问题的由来,并在系统研究和分析各类解缠算法的理论和技术要点的基础上实现各类传统算法(如最小二乘法,传统枝剪法等),并得出多组INSAR相位解缠结果。 随后本文在兼顾解缠效率的基础上,针对噪声问题严重、残差点比较集中的雷达影像进行解缠实验。文中提出了匈牙利算法、数据质量指导枝切法解缠、网络神经算法等全局最优解缠思路,并针对噪声问题进行算法特殊处理,得出令人满意的全局最优解缠结果,并对传统算法和新算法进行算法和解缠效果的比较,说明相位解缠质量提高的原因。 最后,论文对解缠技术进行总结和展望,提出解缠算法的一些新思路,讨论了各种解缠算法的针对不同雷达影像的适应性。


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