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InSAR相位解缠算法比较与评价研究

季灵运  
【摘要】: 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是一个极有发展潜力的新型卫星对地观测技术,有着广泛的应用领域和实用价值。然而,在其实际应用中仍然有许多关键技术需要不断研究。相位解缠是其中的关键技术和最主要的误差源之一,无论是InSAR数据处理的最终目的是建立数字高程模型还是应用于提取地表变形信息,相位解缠都是必不可少的,相位解缠精度的高低直接影响着干涉高程或形变结果的精度。 本文首先介绍了InSAR和D-InSAR的工作原理、数据处理流程和数据处理中的若干关键技术,并由此引出相位解缠问题。然后,对各类算法中典型算法的原理进行了总结,对路径跟踪法中的Goldstein枝切法、质量引导法、mask-cut法、Flyn法,最小二乘法中的基本迭代法、无权多级格网法、基于FFT的算法、PCG算法以及网络流法做了详细的介绍。将相位解缠的算法分为三大类,即路径跟踪法、最小二乘法和网络流法。基于试验数据和西安地区的实测数据进行了各种算法的解缠计算,从以下几个角度比较了各种算法的精度和效率:(1)反缠绕图,(2)公式法,(3)与枝切法做差,(4)不连续图,(5)联合图,(6)运行时间。通过总结现有的相位解缠算法,提出了相位解缠综合算法,对第一类算法中的枝切法和第二类算法中的PCG法进行了综合解缠的可行性实验,认为这种结合算法有良好的前景。 通过不同算法的解缠计算、比较与分析,论文最后给出了不同算法的适用性规律,同时对怎样确定可靠的评价标准做了探讨,对相位解缠的未来发展方向进行了展望。


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