干涉SAR合成相位展开算法研究

论文摘要

干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar),已被人们公认为是在全天候条件下获得大测绘带地表高度和监测地表形变信息的强大手段。干涉SAR是在SAR的基础之上,通过在不同轨道或不同时间对同一地区进行多次观测来获得多幅SAR图像,再根据干涉成像几何关系和SAR图像对应像素点之间的绝对相位差所反映的距离差来重建地形高度图或地表形变图。本论文首先简单介绍干涉SAR的发展历史以及应用前景,然后分析干涉SAR信号处理的关键技术：图像配准、相位滤波、相位展开和高程重建。本论文重点研究干涉SAR相位展开技术,并提出一种新的合成相位展开方法。本文提出的合成相位展开方法首先基于区域孤立的策略,利用改进的枝切法分别对干涉图中可靠区域进行相位展开。根据可靠区域的相位展开结果,引入掩模图对干涉图进行质量划分,得到孤立区域和剩余区域,然后利用最小二乘有限元法对剩余区域进行展开,并对“盲点”区域进行“缝合”。这种合成方法充分利用了改进的枝切法和最小二乘有限元法的优点,有效避免了相位误差的传递,保证了相位展开结果的精度。仿真和实测数据实验结果验证了这种合成算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外干涉SAR的研究现状
• 1.2.1 干涉SAR的发展历史
• 1.2.2 干涉SAR信号处理方法的发展
• 1.3 干涉SAR的应用以及发展前景
• 1.4 论文的主要研究内容和安排
• 第二章 干涉SAR的基本原理
• 2.1 干涉SAR的分类
• 2.2 干涉SAR的测高原理
• 2.3 干涉SAR信号处理过程
• 2.3.1 干涉SAR图像配准
• 2.3.2 干涉SAR相位滤波
• 2.3.3 干涉SAR相位展开
• 2.3.4 干涉SAR高程重建
• 2.4 本章小结
• 第三章 干涉SAR相位展开算法
• 3.1 相位展开算法的分类
• 3.2 路径积分的相位展开法
• 3.2.1 枝切法
• 3.2.2 改进的枝切法
• 3.3 最小二乘法
• 3.3.1 基于FFT最小二乘法
• 3.3.2 加权最小二乘法
• 3.3.3 最小二乘有限元法
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 仿真数据实验
• 3.4.2 实测数据实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 干涉SAR合成相位展开算法
• 4.1 基于区域策略的改进枝切法展开
• 4.2 基于质量图生成掩模图
• 4.3 剩余区域的最小二乘有限元展开
• 4.4 "盲点"区域的最小二乘有限元"缝合"
• 4.5 实验结果与分析
• 4.5.1 仿真数据实验
• 4.5.2 实测数据实验
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文