利用星载INSAR技术提取高程若干关键技术的研究

【摘要】：合成孔径雷达干涉测量技术是利用从雷达复影像数据衍生出来的相位信息来提取地表高程、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。因此越来越受到国内外研究者的重视,目前已经成为摄影测量与遥感领域的热点之一。本文在探讨干涉成像机理的基础上,从测绘工程的应用需求出发,着重解决了高精度、快速生成高质量干涉图、以及干涉相位向高程转换等几个关键问题。 论文首先系统介绍了InSAR技术的基本原理、数学模型以及几种成像方式,详细论述了InSAR数据处理的流程及关键技术。然后深入研究了雷达干涉测量的关键技术之一—SLC数据的配准。本文在分析一些常用的InSAR配准方法的基础上重点比较了常用的相干系数法和最大干涉频谱法,并根据试验的结果提出了一套基于卫星轨道参数的全自动配准方案,试验结果表明该方案切实可行,适合用于利用星载InSAR技术提取地面高程信息。同时为了提高配准的结果和精度本文对传统的算法提出了诸多改进措施。在提高干涉图的质量上,本文提出了一种基于梯度加权的圆周期中值滤波,该滤波既能保持干涉图原有的圆周期特性又能很好的滤除噪声。 另外,本文首次综合分析了现有的一些相位到高程转换的算法,并将其分为基于单点相位计算模型,基于相邻点相位差计算模型和基于最小二乘拟合的计算模型,并提出了一种基于相邻点相位差计算模型的计算方法,从试验的结果来看基于单点相位计算模型的精度最高,效果最好。 论文主要分成四个部分:雷达干涉测量概述;雷达干涉测量的原理;SLC数据的配准和干涉图的生成;相位到高程的转换和试验结果。其中后面两部分是论文重点。论文最后对本文的内容做出了结论展望。