[发明专利]一种保相的机载干涉SAR地形高度自适应运动补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于合成孔径雷达（SAR）信号处理领域，特别涉及机载SAR运动补偿、SAR干涉高程测量领域。

背景技术

运动补偿是机载SAR数据处理中的一项关键技术。载机由于受气流影响而偏离理想的水平匀速直线飞行状态，需要利用运动补偿技术在SAR成像处理过程中予以补偿，从而恢复SAR回波之间的相干性，得到包含正确相位信息并且良好聚焦的SAR复图像。常规的运动补偿方法（参考文献[1]：A.Moreira and Y.Huang,“Airborne SAR processing of highly squinted data using a chirp scaling approach with integrated motion compensation”,IEEETransactions on Geoscience and Remote Sensing,vol.32,no.5,pp.1029-1040,Sept.1994）需要选定某一参考平面并按此平面进行补偿计算。这种近似处理方式可以满足传统单天线机载SAR系统的SAR图像聚焦要求。而对于机载SAR干涉地形高程测量来说，由于对干涉相位具有较高的精度要求，这种近似所引起的SAR复图像相位误差将严重降低地形高程的干涉测量精度（由于双航过机载InSAR两通道所经历的运动误差之间无任何相关性，因此该影响更为严重），因此常规的基于参考平面的运动补偿方法将不再适用。

常用的考虑地形起伏的运动补偿方法需要借助于照射场景的外部地形高程数据（参见文献[2]：P.Prats,K.A.C.Macedo,A.Reigber,R.Scheiber,and J.J.Mallorqui,“Comparison of Topography-and Aperture-Dependent Motion Compensation Algorithmsfor Airborne SAR”,IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,Vol.4,No.3,pp.349-353,July2007）。而一般情况下并无外部地形高程数据可资利用，因此这种方法的实用性较差。另一种考虑地形起伏的运动补偿方法是将两个通道的SAR数据在成像处理过程按照相同的参考运动轨迹进行补偿（参见文献[3]：D.R.Stevens,I.G.Cumming,and A.L.Gray:“Options for Airborne Interferometric SAR Motion Compensation”,IEEE Transactionson Geoscience and Remote Sensing,Vol.33,No.2,pp.409-420,Mar.2007）。这种方法不需要借助外部地形高程数据，但与传统的两通道分别按照各自参考轨迹进行补偿的补偿方式相比，在两通道按照同一参考轨迹进行补偿时必将导致某一通道（或同时两通道）的运动误差幅度提高，进而导致运动补偿精度降低，限制了该方法的实际应用。

发明内容

鉴于已有诸方法的局限性，本发明提出了一种保相的机载干涉SAR地形高度自适应运动补偿方法，能够从本质上消除未知地形起伏对运动补偿精度的影响。

该保相的机载干涉SAR地形高度自适应运动补偿方法，包括以下步骤：

第一步：对干涉SAR两通道数据分别利用单天线SAR运动补偿方法进行运动补偿，得到干涉复图像对；

第二步：对每个复图像进行逆向相位补偿，在保证SAR图像聚焦效果的情况下，将复图像中每个像素的相位信息恢复至与运动补偿前的天线相位中心轨迹相对应；

第三步：进行复图像配准、干涉相位提取、去平地相位以及相位展开，得到无缠绕的干涉相位图；

第四步：计算第一通道SAR复图像各像素对应的运动补偿前斜距值；

第五步：根据两通道天线相位中心轨迹数据计算运动补偿前的干涉基线位置、基线长度及基线倾角；

第六步：根据第三、四、五步的计算结果，使用运动补偿前的干涉相位、斜距值、干涉基线位置、基线长度以及基线倾角进行干涉计算，至此完成运动补偿。

本发明的有益效果：

本发明与高精度载机组合导航系统以及高精度运动补偿方法相结合，在机载干涉SAR数据处理中的应用能够显著提高干涉复图像对的相位精度，进而提高地形高程干涉测量精度。

附图说明

图1为单天线机载SAR运动补偿示意图；

图2为机载干涉SAR干涉处理示意图。

具体实施方式