[发明专利]一种基于机载InSAR的地面控制测量布点方法

说明书

技术领域

本发明属于机载合成孔径雷达干涉测量技术领域，尤其是涉及适用于平地与丘陵地区的一种基于机载I nSAR的地面控制测量布点方法。

背景技术

InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉测量合成孔径雷达或合成孔径雷达干涉测量）技术源于美国，在欧美发达国家得到不断完善与成熟，其应用领域也得到不断推广。对于InSAR技术发达的国家,如美国和德国的空间信息化产业技术公司,已将实用化的机载高分辨率InSAR技术作为一种新的、先进的技术手段,用于地形测绘、森林测量、资源调查和环境制图、地质环境和灾害监测等方面，并且随着这一技术的快速发展,新的应用领域还在逐步拓宽。

合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术，经过近二十年的研究，其理论日臻成熟，实际使用过程中，雷达干涉测量具有以下优点：第一、不依赖于太阳光，而是利用自身发射的电磁波进行测量，因此可以全天时工作；第二、除了能穿云破雾之外，还不受天气因素的影响，因此可以全天候工作；第三、雷达干涉测量可以直接获取地形的高程信息。因而，现如今合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的应用领域也得到不断推广。许多欧美国家已将实用化的机载高分辨率InSAR技术作为一种新的、先进的技术手段,用于地形测绘、森林测量、资源调查和环境制图、地质环境和灾害监测等方面。

近几年，在我国干涉合成孔径雷达（InSAR）技术作为一种新的、先进的技术手段,已经逐渐应用于地形测绘。然而，机载干涉合成孔径雷达（即机载InSAR）与传统光学系统在成像原理、遥感方式、工作条件、投影方式、投影误差等诸多方面存在区别，具体如下：

第一、遥感方式不同：机载干涉合成孔径雷达属于主动式，采用的是微波成像；而传统光学成像系统为被动式，采用的是可见光波段成像。

第二、工作条件不同：机载干涉合成孔径雷达可以全天时、全天候工作，弥补了航空摄影测量受天气、时间的制约，有望解决我国西南、华南等多云雾、多雨的地区，即传统光学传感器成像困难的地区的地形测绘问题，从而可以高效、实时为国家重大战略、重大工程和灾害应急反应，提供可靠的空间数据和信息资料，提升了随需测绘的服务保障能力。

第三、投影方式不同：机载干涉合成孔径雷达属斜距投影类型，且在每一瞬间只构像一个点，故也属于动态传感器类型，即整幅影像在扫描构像过程中，传感器的位置和姿态随时间而不断地变化。而传统光学的框幅式摄影像片属于中心投影类型，且整幅影像是在一次曝光瞬间全部形成，属于面成像类型。

第四、误差不同：在合成孔径雷达图像上，同一坡度的地物目标，在近距离端（俯角大）长度收缩严重，即离底点越近的地物目标，长度收缩越大，反之亦然。而光学摄影像片上透视收缩与雷达图像上透视收缩刚好相反，即离底点越近的地物目标长度收缩越小，反之，长度收缩越大。另外，合成孔径雷达图像地形起伏引起的影像移位dy=hcosq与传统光学框幅式摄影像片上，地形起伏引起的影像位移，即δ=hr/H不同，详见图1。

因此，现有的传统光学系统的技术规范，已经无法指导机载干涉合成孔径雷达地形测绘的控制测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于机载InSAR的地面控制测量布点方法，其方法步骤设计合理、使用操作简便且使用效果好，能大幅度减少野外控制点，降低生产成本并加快成图速度，弥补了现有传统光学系统的技术规范无法指导机载干涉合成孔径雷达地形测绘控制测量的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于机载InSAR的地面控制测量布点方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、飞行航线设计：首先，根据预先收集到的测区地形资料，确定待测绘区域的范围；之后，结合所确定待测绘区域的范围和测绘过程中的飞行参数，对机载InSAR系统测绘过程中所需飞行的架次数量N和各架次飞行的飞行航线进行设计；

所述飞行参数包括飞行方向、测绘带长度、测绘带宽、每一架次飞行所覆盖的测绘带数量、机载InSAR系统所用雷达天线的波束中心视角、机载InSAR系统所用雷达天线在距离向上的波束宽度和机载InSAR系统所获取InSAR影像的重叠率；