[发明专利]全极化差分SAR层析的目标重构方法

说明书

一种全极化差分SAR层析的目标重构方法，包括如下步骤：S1、在不同位置和不同时间获取同一观测目标的N帧航过SAR单视复图像，建立单信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型；S2、利用所述单信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型，在预定观测区域内建立多信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型；S3、利用所述多信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型的稀疏特性，得到稀疏重构模型；S4、利用广义块梯度下降算法求解所述稀疏重构模型；以及S5、对步骤S4中求解得到的结果做进一步的分离，分别得到观测区域的各个信号的高程向信息和形变速率信息。

技术领域

本发明涉及SAR数据成像领域，具体地，涉及一种全极化差分SAR层析的目标重构方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种主动微波遥感手段，与光学遥感相比，其信号穿透力强，具有全天时全天候的对地观测能力，是对地观测的重要手段之一。差分SAR层析成像技术是利用对同一场景的多幅配准的二维SAR复数图像(不同位置基线，不同采集时间)在SAR层析三维成像的基础上，引入时间轴上的形变相位，获得观测体高程向分辨率的同时，也得到观测目标时间向的形变信息，使得SAR具备了方位向-距离向-高程向-形变速率向四个方向的分辨能力。

在差分SAR层析成像中，通常通过使用特定的重复航过收集的数据来恢复每个方位-距离像素高程向的后向散射率系数和视线方向的形变速率。最常见的方法是通过大量平行轨道的图像在高程方向上生成合成孔径。这种因其具有较大的时间去相关，会影响重建的效果。

发明内容

针对上述问题，本发明通过利用全极化通道的数据，利用邻近方位向-距离向像素以及极化之间的相关性，在结构稀疏的框架下处理，从而更准确的获取观测目标的高程向和形变速率向的信息。

本发明的实施例提出了一种全极化差分SAR层析的目标重构方法，包括如下步骤：

S1、在不同位置和不同时间获取同一观测目标的N帧航过SAR单视复图像，建立单信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型；

S2、利用所述单信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型，在预定观测区域内建立多信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型；

S3、利用所述多信号观测目标的全极化差分SAR层析成像模型的稀疏特性，得到稀疏重构模型；

S4、利用广义块梯度下降算法求解所述稀疏重构模型；以及

S5、对步骤S4中求解得到的结果做进一步的分离，分别得到观测区域的各个信号的高程向信息和形变速率信息。

在一些实施例中，步骤S1中，所述单信号观测目标的全极化差分SAR层析模型在线性形变下的表达式为：

其中g_hh，g_hvg_vh，g_vh∈C^N×1分别表示在HH、HV、VH、VV极化模式下的单目标信号观测向量，γ_hh，γ_hv，γ_vh，γ_vv分别表示在HH、HV、VH、VV极化模式下观测目标的散射函数，n_hh，n_hv，n_vh，n_vv分别表示在HH、HV、VH、VV极化模式下的噪声信号，Φ表示观测矩阵。

在一些实施例中，所述观测向量g_i∈C^N×1，i∈{hh，hv，vh，vv}，其中极化模式i∈{hh，hv，vh，vv}下的第n次航过的回波信号离散形式的表达式为：