收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

干涉合成孔径雷达测量关键技术研究

刘宝泉  
【摘要】: 干涉合成孔径雷达(InSAR)测量是以合成孔径雷达(SAR)数据为信息源,恢复地表高程信息或变化信息的一项技术。传统的SAR是根据脉冲压缩和合成孔径技术实现距离向和方位向的高分辨,获得观测地面的二维信息。InSAR利用SAR在不同轨道或不同时间对同一地区进行两(多)次观测,分别成像后获得地面同一场景的两(多)幅SAR复图像,完成图像间的配准后,差相位处理产生干涉相位,利用地面点与天线位置之间的几何关系及传感器高度、雷达波长、波束视角、天线基线等参数,精确地测量出图像上每一点的高度信息或变化信息。 为实现星载干涉SAR高程测量的信号处理流程,需重点研究其中的关键技术,即:配准、相位滤波和相位展开技术。本论文的主要工作包括以下几个方面内容: 1.在介绍SAR成像原理和经典成像算法的基础上,指出SAR图像对的距离向和方位向相位偏差,存在于成像后的SAR系统脉冲响应函数的一个线性相位项上。论文中提出了一种基于数据域的配准方法,该方法在成像后点目标的信号模型基础上,通过将其多视处理和数值运算获得相对偏移量,补偿其中一幅图像实现配准。该方法避免了采用幅度或相位配准方法引入的误差,不需要相关处理和插值操作,操作简单,与常规图像配准方法相比,配准一致性更高。 2.现有的SAR图像域的配准方法均采用基于区域(Area-based)的方法。论文中提出一种基于点特征的干涉SAR图像配准方法,通过SAR图像对上匹配的点特征,建立对应关系,修正其中一幅图像实现像元级配准。其中特征提取采用一种改进的多类模板方法;在特征点匹配时,根据同种类型模板检测的特征点才可能匹配的原则,将不同类型的特征点分组,然后计算各组和组间特征点相对距离,并采用组间拟匹配点互相验证策略。在保证像元级配准精度的情况下,该方法有效地减少配准运算量。 3.在上述工作的基础上,提出一种基于曲线拟合的配准方法。此方法利用B-样条函数对边缘检测后主辅二值图像的特征曲线段进行拟合,根据加权矩之差最小准则和相关匹配实现曲线段的匹配,完成各曲线段重心求取后,利用最小二乘法计算两幅图像的整体偏移,修正其中一幅图像实现像元级配准。该方法不仅能够保证像元级的配准精度,同时还具有运算量小、稳健性强等优点。 4.分析指出现有的图像域亚像元级配准方法实质上都是离散搜索方法,由此带来的配准误差无法被消除。为了解决这个问题,论文中提出了一种解析搜索的干涉SAR图像的亚像元级配准方法,该方法构造解析的代价函数,通过优化算法在连续域内搜索亚像元级偏移量,避免使用离散搜索方法引入的配准误差,提高了配准精度,使其在插值意义上达到最优。该方法较经典干涉SAR图像配准方法有着更高的精度。 5.系统研究了平地相位去除、相位滤波、相位展开和高程重建等几个关键环节,其中重点探讨了相位滤波和相位展开问题。在相位滤波方面,实现自适应的方向窗滤波,该方法在有效降噪的同时,避免高相干性区域的图像分辨率的降低。在相位展开方面,介绍了一种合成相位展开方法,该方法利用枝切法在较高质量区域的展开相位精度高、最小二乘法在较低质量区域稳健性强的特点,从较高质量区域向较低质量区域的依次相位展开,恢复出完整且较为平滑的相位曲面。该方法不仅保障较高质量区域的相位展开质量,而且利用较高质量区域估计的边界值较为可靠,使得较低质量区域展开相位的精度得到一定程度的提高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李笑郁,毛士艺;分支阻断干涉SAR相位展开算法的解析与实现[J];电子学报;2001年S1期
2 黄岩,徐华平,陈杰,李春升,李景文,周荫清;干涉合成孔径雷达数据处理实现方法[J];电子与信息学报;2000年03期
3 苏世东;孙希龙;余安喜;;利用InSAR生成DEM技术现状及发展趋势[J];科技信息;2009年09期
4 郭交;李真芳;刘艳阳;保铮;;一种InSAR干涉相位图的自适应滤波算法[J];西安电子科技大学学报;2011年04期
5 王风,PRINET Veronique,马颂德;用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息[J];自动化学报;2002年04期
6 郭交;李真芳;刘艳阳;保铮;;基于粗数字高程模型信息的干涉相位图生成方法[J];电子与信息学报;2010年11期
7 王风,PRINET Veronique,马颂德,吴刚;基于分块技术的相位展开算法(英文)[J];自动化学报;2004年04期
8 曲小宁;冯大政;张妍;薛海伟;;TSP理论在二维相位解缠的应用[J];系统工程与电子技术;2011年04期
9 黄柏圣;许家栋;;基于短时傅里叶变换的干涉相位解缠方法[J];现代雷达;2009年09期
10 黄柏圣;许家栋;;一种基于新质量图引导的干涉相位快速解缠方法[J];系统仿真学报;2010年02期
11 张军;向家彬;彭石宝;;一种新的InSAR基线估计方法[J];空军雷达学院学报;2008年01期
12 黄柏圣;许家栋;;基于频率估计的多网格有限元相位展开方法[J];计算机仿真;2009年06期
13 全刚,荆麟角;干涉合成孔径雷达相位滤波的一种新算法[J];电子与信息学报;2002年05期
14 佟德纯;王晓峰;;复倒频谱分析与相位展开的研究[J];上海交通大学学报;1986年06期
15 张鸿宾,王晴;Gabor小波变换在检测纹理边界及相位展开中的应用[J];计算机学报;1998年12期
16 彭华,李静,葛临东;一种非判决辅助前向结构载波频差估计方法[J];电子学报;2001年07期
17 刘慧;周荫清;徐华平;李春升;;基于区域增长的相位展开新算法[J];仪器仪表学报;2006年S3期
18 柳祥乐;左艳军;杨汝良;;基于最少残余点数的InSAR复图像配准[J];现代雷达;2007年03期
19 杜近宇;王黎;高晓蓉;;基于数字加权滤波的调制度排序相位展开的研究[J];新西部(下半月);2007年07期
20 路兴强;黄海风;梁甸农;;基于理想干涉的InSAR处理性能评估新方法[J];国防科技大学学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘建萍;;浅海主动声纳信号半波束处理和相位滤波技术研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
2 曾琪明;刘瑞宏;;干涉合成孔径雷达图像处理系统设计[A];地理教育与学科发展——中国地理学会2002年学术年会论文摘要集[C];2002年
3 马超;单新建;;基于ERS-1/2的干涉合成孔径雷达(InSAR)相干退化分析[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
4 张彪;何宜军;;海浪谱与交叉轨迹干涉合成孔径雷达相位谱转化方法及数值模拟[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
5 赵慧洁;雷彦章;姜宏志;;基于投影栅相位的立体匹配方法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
6 唐波;;干扰机运动对InSAR双通道抑制的影响[A];第二届红外成像系统仿真测试与评价技术研讨会论文集[C];2008年
7 李笑郁;毛士艺;;基于相位信息加权的合成多重网格干涉SAR相位展开算法[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
8 唐智;周荫清;李景文;;曲线合成孔径雷达原理研究[A];中国航空学会信号与信息处理专业全国第八届学术会议论文集[C];2004年
9 高亮;李小凡;刘贻华;张华;曾琪明;;SAR数据格式解析综述及在InSAR处理中的应用[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
10 易亨瑜;胡晓阳;陈门雪;王文东;郑为民;;工件面形的精确测量仿真[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘宝泉;干涉合成孔径雷达测量关键技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 武楠;干涉合成孔径雷达信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 李海;干涉合成孔径雷达信号处理若干关键问题研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 陶鹍;干涉合成孔径雷达数据处理及仿真研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
5 穆冬;干涉合成孔径雷达成像技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
6 郭春生;InSAR成像算法研究[D];南京航空航天大学;2002年
7 申艳;星载干涉合成孔径雷达信号处理研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
8 刘兴华;干涉合成孔径声纳系统设计和成像算法研究[D];中国科学院研究生院(声学研究所);2008年
9 王磊;干涉合成孔径雷达信号处理的研究[D];中国科学院电子学研究所;2001年
10 牛小兵;光栅投射三维轮廓测量技术的研究[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 全刚;干涉SAR成象算法研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
2 师瑞荣;机载SAR干涉成像算法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
3 刘志铭;干涉合成孔径雷达相位解缠算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
4 单世铎;InSAR平地效应去除及相位噪声抑制方法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
5 王伟;多频率InSAR高程信息重建算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 张志斌;干涉SAR合成相位展开算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 傅世强;面向光学三维测量的相位展开关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 苏世东;天基InSAR数据处理软件的设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年
9 张晓秋;基于质量图的相位展开方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 杨昭亮;多分辨动态三维数字成像理论及实验[D];天津大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 欧阳宏斌 汤海;雷达遥感卫星的应用和研究[N];中国测绘报;2003年
2 ;中国地壳运动观测网络工程进展顺利[N];科技日报;2000年
3 罗冰 实习生 方继兴;东北人亲密接触神奇“863”[N];科技日报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978