復(fù)雜運(yùn)動(dòng)下的高精度InSAR動(dòng)基線研究.pdf

1、在干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR）成像技術(shù)中，基線精度是影響高程反演精度的主要因素之一。由于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)不穩(wěn)定，氣流等因素的影響，飛機(jī)姿態(tài)及航線會(huì)產(chǎn)生變化，導(dǎo)致等效基線在平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程中是時(shí)變的。在傳統(tǒng)InSAR處理中未考慮該問題，而是利用一個(gè)固定的基線參數(shù)實(shí)現(xiàn)高程反演，必然導(dǎo)致高程反演精度大大下降。而在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)（航跡變化與飛機(jī)姿態(tài)抖動(dòng)）下，傳統(tǒng)RD算法無法解決等效基線變化問題，而后向投影算法（Back projection，BP）不僅保相

2、精度高，而且為獲得精確的等效基線提供了可能。本文將 BP算法引入 InSAR成像中，深入開展了動(dòng)基線補(bǔ)償方法研究，為實(shí)現(xiàn)高精度高程反演提供了技術(shù)支持。主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.本文介紹了InSAR測(cè)量技術(shù)原理，根據(jù)InSAR幾何結(jié)構(gòu)，分析了干涉相位、目標(biāo)高程及基線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。引入了動(dòng)基線概念，分析了影響InSAR等效基線的主要因素。
　　2.針對(duì)剛性動(dòng)基線，本文提出了一種基于BP的剛性動(dòng)基線補(bǔ)償方法。首先分析了In

3、SAR成像時(shí)，傳統(tǒng)RD算法所固有的誤差，并分析了基線時(shí)變情況下傳統(tǒng)RD算法的缺陷，在此基礎(chǔ)上引入了BP算法，提出了基于BP的剛性動(dòng)基線補(bǔ)償方法。分析對(duì)比了基線時(shí)變時(shí)的干涉相位與理想（參考）干涉相位的差異，得到相位補(bǔ)償因子。參考主天線運(yùn)動(dòng)軌跡，通過相位補(bǔ)償因子補(bǔ)償輔天線運(yùn)動(dòng)軌跡，使主、輔天線運(yùn)動(dòng)軌跡一致，消除了基線的時(shí)變性，得到含有平地信息的干涉相位，可利用精確的高程反演公式反演目標(biāo)高程。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析了理想干涉相位與動(dòng)基線補(bǔ)

4、償后的干涉相位，驗(yàn)證了該補(bǔ)償方法的有效性。
　　3.提出了一種高精度的基于BP的動(dòng)基線補(bǔ)償方法。分別參考主、輔天線運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行成像，通過分析證明了此補(bǔ)償方法消除了基線的時(shí)變性。并通過分析干涉相位，發(fā)現(xiàn)其不僅消除了基線的時(shí)變性，還去除了平地效應(yīng)，降低了相位解纏難度。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)，在點(diǎn)目標(biāo)情況下，對(duì)比了兩種補(bǔ)償方法的精度。
　　4.針對(duì)柔性動(dòng)基線，提出了一種基于BP的柔性動(dòng)基線補(bǔ)償方法。結(jié)合柔性動(dòng)基線的特點(diǎn)，分析發(fā)現(xiàn)第一種基

5、線補(bǔ)償方法已失效，而將高精度的基于BP的動(dòng)基線處理方法的思想與柔性動(dòng)基線特點(diǎn)相結(jié)合后，提出了一種基于BP的柔性動(dòng)基線補(bǔ)償方法。在柔性動(dòng)基線下，消除了基線的時(shí)變性，并去除了平地效應(yīng)。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析了理想干涉相位與柔性動(dòng)基線補(bǔ)償后的干涉相位，驗(yàn)證了該補(bǔ)償方法的有效性。
　　5.最后本文總結(jié)歸納了InSAR處理過程中不同階段圖像的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了相關(guān)性、信噪比、殘差點(diǎn)、相位解纏精度在不同InSAR處理階段的應(yīng)用，并通過評(píng)