[发明专利]一种基于BP算法和时变基线的机载InSAR数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达成像和InSAR数据处理技术领域，可用于载机姿态剧烈变化情况下的InSAR数据处理。

背景技术

机载双天线InSAR系统侧视成像几何模型，如图1所示，在通常情况下，由于大气扰动，机载平台自身性能等因素的影响，机载SAR的运动轨迹不可能是理想的直线，无法保证天线以稳定的指向和恒定的速度作平行于地面的直线运动。传统的SAR成像要求天线相位中心的运动轨迹为理想直线。当天线相位中心的运动轨迹偏离理想直线轨迹时，会产生影响SAR图像质量的运动误差，进而引入相位误差。

干涉合成孔径雷达(InSAR)首先获取的是两幅具有相干性的SAR复图像，然后经过图像配准、相位差分、相位滤波、相位解缠绕等处理流程获取表征地面高程的干涉相位，最后经过高程反演获得该区域的数字高程模型(DEM)。

为获得精确的DEM，成像算法处理得到的复图像必须准确保留表征目标与雷达之间距离的相位信息。因此，精确的运动补偿方法和具有保相功能的成像处理算法至关重要。

在现有的干涉处理技术中，运动补偿算法通常存在两个前提假设：第一，波束中心近似，即运动补偿都是以合成孔径中心为补偿位置，并不是针对每个回波进行补偿；第二，地形高程未知，在运动补偿时，起伏地形做平地近似，这会引入相位误差。上述两方面的近似处理将会引起干涉相位误差，最终将导致高程测量误差。

BP算法逐点成像的特性使得其不存在波束中心近似问题，在地形高程已知的条件下逐点成像处理不基于任何假设，能够实现精确地运动补偿。

本发明中相关的技术背景主要基于下面一系列文献：

[1]Fornaro G.Trajectory deviations in airborne SAR：analysis and compensation[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，1999，35(3)：997-1009.

[2]Moreira A，Mittermayer J，Scheiber R.Extended chirp scaling algorithm for air-and spaceborne SAR data processing in stripmap and ScanSAR imaging modes[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，1996，34(5)：1123-1136.

[3]PratiC，Giani M，Leuratti N.A 2-d phase unwrapping technique based on phase and absolute values information[C].Proceedings of the 1990 International Geoscience and Remote Sensing Symposium，1990：2043-2046

[4]Fornaro G，Franceschetti G，Perna S.On center-beam approximation in SAR motion compensation[J].IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters，2006，3(2)：276-280.

[5]Stevens D R，Cumming I G，Gray A L.Options for airborne interferometric SAR motion compensation[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，1995，33(2)：409-420.

[6]李芳芳，仇晓兰，孟大地，等.机载双天线InSAR运动补偿误差的影响分析[J].电子与信息学报，2013，35(3)：559-567.

[7]韦立登.机载双天线干涉合成孔径雷达计算机仿真系统设计，实现与应用研究[D].[博士论文]，中国科学院电子学研究所，2005.