[发明专利]一种基于半参数模型的InSAR干涉相位解缠方法

说明书

本发明涉及一种基于半参数模型的InSAR干涉相位解缠方法，用于在InSAR或DInSAR数据处理过程中从干涉相位获取解缠相位，具体包括以下步骤：1)半参数相位解缠模型的建立；2)半参数相位解缠模型的解算及解缠相位的估计。与现有技术相比，本发明顾及InSAR/DInSAR干涉相位中的系统误差，考虑采用半参数模型的非参数分量对其建模和补偿，从而消除其对解缠相位估计的影响，弥补传统的基于最小二乘相位解缠算法的缺陷，减少系统误差对相位解缠结果的影响，提高地形估计及形变监测的精度。

技术领域

本发明涉及InSAR/DInSAR数据处理技术领域，尤其是涉及一种基于半参数模型的InSAR干涉相位解缠方法。

背景技术

两幅配准之后的SAR影像经过复共轭相乘可以获取干涉相位图，干涉相位的取值范围位于(-π,π]区间。相位解缠是InSAR/DInSAR数据处理中的重要组成部分，干涉相位经过相位解缠可以获取反应地表地形或者地表形变的解缠相位；因此解缠相位的精度直接影响了InSAR/DInSAR数据处理结果的可靠性；此外，在InSAR/DInSAR数据获取和数据处理过程中，由于受到大气对流层延迟的影响、基线及DEM的误差，导致干涉相位中不可避免地含有系统误差的影响，目前对这些系统误差主要通过长时间序列的SAR影像观测数据的处理分析或利用外部的气象或者水汽观测数据进行补偿或者消除。但是由于观测数据数量上的限制，或者数据获取时间同步的要求，这些方法在实际的数据处理中难以得到广泛的应用，因此需要提出一种可提高解缠相位的精度的有效方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于InSAR或DInSAR数据处理的基于半参数模型的相位解缠方法，通过采用非参数分量对系统误差进行建模，从而提高解缠相位估计的精度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于半参数模型的InSAR干涉相位解缠方法，用于在InSAR或DInSAR数据处理过程中获取解缠相位，包括以下步骤：

1)半参数相位解缠模型的建立；

2)半参数相位解缠模型的解算及解缠相位的估计。

所述步骤1)中，半参数相位解缠模型具体为：

其中，V观测值的残差，B为观测值的系数矩阵，为缠绕相位和解缠相位之间的关系，为解缠相位的估值，L为缠绕相位的相位差，为缠绕相位相位差中的系统误差的估值，m为缠绕相位的行数，n为缠绕相位的列数。

所述缠绕相位的相位差利用干涉相位计算获得。

所述步骤2)具体为：

201)建立基于补偿最小二乘基本原则的解算方程：

其中，α为一个标量，称作正则参数，R为正则矩阵，P为缠绕相位相位差的权阵，V^T为观测值的残差V的转置，为系统误差的估值的转置；

202)基于拉格朗日极值基本原则对所述解算方程进行求解，获取半参数相位解缠模型的误差方程的法方程：

203)获取关于解缠相位的方程：

其中：

204)采用预共轭梯度迭代算法对所述关于解缠相位的方程进行求解，获取解缠相位的估值。

所述正则参数α采用L曲线的方法进行最优化选取，具体为：