[发明专利]基于平面近似模型的多基线相位解缠绕方法

说明书

本发明属于雷达信号处理领域，公开了一种基于平面近似模型的多基线相位解缠绕方法，包括：获取干涉相位图，计算干涉相位图的缠绕相位梯度，然后进行基于平面近似的模糊数梯度估计，再通过MCF模型求解模糊数，根据模糊数与缠绕相位计算绝对相位，得到相位解缠绕结果；能够解决在噪声干扰下多基线相位解缠绕的噪声鲁棒性差的问题。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于平面近似模型的多基线相位解缠绕方法，适用于多基线干涉合成孔径雷达(InSAR)系统在配准、滤波与去平地之后的多基线相位解缠绕问题。

背景技术

作为传统SAR的发展，InSAR系统能够全天候、全天时工作，现已广泛应用于地形测绘、地表形变监测与自然灾害检测等诸多方面，因此，InSAR技术的发展一直受到了高度重视。

与单基线InSAR相比，多基线InSAR能够利用多幅干涉相位图，突破“相位连续性假设”，实现复杂地形(例如有峡谷、陡峭山崖等)的高精度测绘，这一优势使得多基线InSAR在军事及民用领域都具有很广泛的应用前景。

在多基线InSAR系统进行地形测绘中，多基线相位解缠绕是一个关键步骤，在传统的多基线相位解缠绕方法中，因其理论基础——中国余数定理本身对噪声的影响十分敏感，这直接导致了多基线InSAR在实际中的应用受到很大限制，如果能提高多基线相位解缠绕方法的噪声鲁棒性，将极大的推动复杂地形的高精度测绘以及相关领域的发展。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于平面近似模型的多基线相位解缠绕方法，能够解决在噪声干扰下多基线相位解缠绕的噪声鲁棒性差的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于平面近似模型的多基线相位解缠绕方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，从多基线InSAR系统中获取两个基线分别对应的干涉相位图，记为第一干涉相位图和第二干涉相位图，两幅干涉相位图的大小相同，且为m×n，其中，m、n分别为大于零的正整数；

步骤2，根据第一干涉相位图中每个像素的缠绕相位，确定第一干涉相位图中水平方向相邻像素间的水平缠绕相位梯度，记为水平缠绕第一相位梯度矩阵，其大小为m×(n-1)，并确定第一干涉相位图中垂直方向相邻像素间的垂直缠绕相位梯度，记为垂直缠绕第一相位梯度矩阵，其大小为(m-1)×n；

根据第二干涉相位图中每个像素的缠绕相位，确定第二干涉相位图中水平方向相邻像素间的水平缠绕相位梯度，记为水平缠绕第二相位梯度矩阵，其大小为m×(n-1)，并确定第二干涉相位图中垂直方向相邻像素间的垂直缠绕相位梯度，记为垂直缠绕第二相位梯度矩阵，其大小为(m-1)×n；

步骤3，设定预设窗口大小，根据预设窗口大小选定给定像素位置对应的估计窗口；

步骤4，给定像素位置(i,j)，1≤i≤m,1≤j≤n-1；

根据给定像素位置(i,j)，以及给定像素位置(i,j)对应的估计窗口，估计得到第一干涉相位图的水平方向模糊数梯度矩阵，其大小为m×(n-1)；以及估计得到第二干涉相位图的水平方向模糊数梯度矩阵，其大小为m×(n-1)；

步骤5，给定像素位置(i,j)，1≤i≤m-1,1≤j≤n；

根据给定像素位置(i,j)，以及给定像素位置(i,j)对应的估计窗口，估计得到第一干涉相位图的垂直方向模糊数梯度矩阵，其大小为(m-1)×n；以及估计得到第二干涉相位图的垂直方向模糊数梯度矩阵，其大小为(m-1)×n；

步骤6，将第一干涉相位图在水平方向的模糊数梯度矩阵中的元素以及干涉相位图1在垂直方向的模糊数梯度矩阵中的元素带入设定的优化模型，得到第一干涉相位图的模糊数矩阵1；