论文题目: 基于分布式卫星的InSAR技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 张秋玲
导师: 王岩飞
关键词: 分布式卫星,干涉合成孔径雷达,数字高程图,优化设计,成像算法,多基线,同步
文献来源: 中国科学院研究生院（电子学研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 分布式卫星干涉合成孔径雷达(DSInSAR)系统可以克服干涉信号间的时间去相关性,提供的长基线又可以提高测高灵敏度,利用该系统获取高精度的数字高程图(DEM)是目前研究的热点之一。与以往InSAR系统相比,DSInSAR系统具有雷达斜视、双基地、基线不稳定、长基线等特点,这些特点给干涉测量带来新的技术问题,本文的研究工作就是针对其中一些相关技术问题展开的。 本文的主要研究内容包括:(1)结合DSInSAR系统特点,系统地分析了影响DSInSAR系统测高精度的各种误差因素,论述了系统所能达到的测高精度,探讨了DSInSAR系统仿真模型的建立。(2)结合DSInSAR系统的长基线特点,给出了DSInSAR系统参数的优化设计原则。利用此原则对包括视角、信号带宽和基线在内的系统参数进行了优化设计,确立了与优化参数相关的其它系统参数。(3)结合DSInSAR系统的雷达斜视、双基地特点,以标准CS成像算法为基础,推导出具有保相性的双基斜视CS成像算法,给出了算法的具体实现过程,并在算法实现中对基线的不稳定进行了补偿。通过模拟仿真验证了双基斜视CS算法的保相性和基线不稳定补偿方法的有效性。(4)针对DSInSAR系统中长基线给相位展开带来的困难,结合DSInSAR系统的多基线特点,提出了多基线数据融合减小长基线相位展开误差的方法。理论推导和模拟实验证明多基线数据融合可以展宽干涉相位的非模糊区间、减小DSInSAR系统的盲角范围,进而提高DSInSAR系统的相位展开精度。(5)高精度DEM对双基DSInSAR系统的空间同步和频率同步提出了很高要求,本文提出利用多普勒中心估计和相位补偿方法减小这些苛刻要求。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表索引
第一章 绪论
1.1 InSAR概述
1.1.1 InSAR基本概念
1.1.2 InSAR分类及应用
1.2 InSAR发展历史与发展趋势
1.2.1 InSAR发展历史
1.2.2 InSAR发展趋势
1.3 DSInSAR概念及现状
1.4 论文主要研究内容
1.4.1 InSAR成像中存在的技术问题
1.4.2 论文主要研究内容
第二章 InSAR系统的基础理论
2.1 InSAR系统的工作原理
2.2 InSAR系统的主要性能指标
2.2.1 空间分辨率
2.2.2 测高精度
2.3 InSAR图像对的相关性
2.3.1 相关性对系统参数的限制
2.3.1.1 垂直极限基线
2.3.1.2 水平极限基线
2.3.2 相关性对干涉相位的影响
2.4 InSAR成像处理过程
第三章 DSInSAR系统的测高精度及性能评估
3.1 DSInSAR系统的基线分析
3.1.1 分布式卫星的构型设计
3.1.2 DSInSAR系统的基线分析
3.2 DSInSAR系统的相对测高精度
3.2.1 DSInSAR图像对的相关系数
3.2.2 DSInSAR系统的干涉相位误差
3.2.3 DSInSAR系统的相对测高精度
3.3 DSInSAR系统的绝对测高精度
3.4 DSInSAR系统的性能评估
3.4.1 DEM的模拟仿真
3.4.2 DSInSAR系统的性能评估
3.4.2.1 系统参数对系统性能的影响
3.4.2.2 误差因素对系统性能的影响
3.5 小结
第四章 DSInSAR系统参数的优化设计
4.1 DSInSAR系统参数的优化设计原则
4.2 DSInSAR系统参数的优化设计
4.2.1 基本参数的确定
4.2.2 视角的优化设计
4.2.2.1 测高精度对视角的要求
4.2.2.2 地形特征对视角的要求
4.2.2.3 PRF对视角的制约
4.2.3 信号带宽的优化设计
4.2.3.1 测高精度对信号带宽的要求
4.2.3.2 空间分辨率对信号带宽的要求
4.2.4 基线的优化设计
4.2.4.1 测高精度对基线的要求
4.2.4.2 模糊信号和测高灵敏度对基线的要求
4.3 多视对系统参数优化设计的影响
4.4 小结
第五章 DSInSAR系统的成像算法研究
5.1 标准CS算法概述
5.2 主动雷达CS算法
5.3 双基斜视雷达CS算法
5.4 基线不稳定的补偿
5.4.1 基线不稳定的建模
5.4.2 补偿基线不稳定对成像的影响
5.4.3 补偿基线不稳定对干涉测量的影响
5.5 仿真及成像结果
5.6 误差分析及补偿方法
5.6.1 误差分析
5.6.2 误差补偿
5.7 小结
第六章 多基线数据融合提高干涉相位精度
6.1 DSInSAR系统的多基线分析
6.2 多基线数据融合提高相位展开精度
6.2.1 多基线数据融合提高相位展开精度的原理
6.2.2 多基线数据融合提高相位展开精度的方法
6.2.2.1 最小二乘(LS)法
6.2.2.2 最大似然估计(ML)法
6.2.3 模拟仿真和性能分析
6.2.3.1 模型数据的产生
6.2.3.2 性能分析
6.3 多基线数据融合减小体散射去相关
6.4 小结
第七章 DSInSAR系统的同步问题研究
7.1 DSInSAR系统空间不同步对干涉测量的影响
7.1.1 天线指向误差对天线方位角的影响
7.1.2 干涉系统对天线指向误差的要求
7.1.2.1 天线指向误差对干涉相位的影响
7.1.2.2 干涉系统对天线指向误差的要求
7.2 DSInSAR系统频率不同步对干涉测量的影响
7.2.1 振荡器频率误差对干涉相位的影响
7.2.2 干涉系统对振荡器频率误差的要求
7.2.3 补偿振荡器频率误差的方法
7.3 小结
结束语
附录一 (3.11)式～(3.12)式推导
附录二 (3.16)式推导
附录三 符号说明
附录四 缩略语说明
主要参考文献
攻读博士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2006-01-20
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