[发明专利]机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法

说明书

本公开提供一种机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法，包括：步骤A：设置仿真场景的DEM；步骤B：判断该仿真场景中的叠掩区域、阴影区域和正常区域，用标记函数进行标记；步骤C：在每一个方位向上，分别求出叠掩区域、阴影区域和正常区域的理想干涉相位；步骤D：设置仿真场景的相干系数值；步骤E：对每一个方位向上的非阴影区域的距离门，生成有噪声的仿真干涉相位。本公开提供的机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法针对机载InSAR系统，直接利用系统参数和场景的高程信息在干涉相位级实现了干涉相位的快速仿真计算，从而实现了高效真实的机载InSAR干涉相位仿真，为研究干涉相位滤波及解缠等算法提供了实验条件。

技术领域

本公开涉及电子信息技术雷达技术领域，尤其涉及一种机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法。

背景技术

干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)是利用两个通道合成孔径雷达(SAR)复数据的干涉相位信息提取地表的高程信息或变化信息的一项技术，它将SAR的测量拓展到三维空间，具有全天时、全天候、高精度的特点，因此在地形测绘、冰川研究、海洋测绘以及地面沉降监测等诸多领域都有广泛的应用。

InSAR数据通过信号处理得到的干涉相位与地表参数息息相关，是用于高程和形变反演的重要数据源。在InSAR研究过程中，干涉相位仿真是研究相位滤波、相位解缠等干涉处理过程的有效手段，尤其在实际InSAR的系统尚未建立或运行，缺乏实测数据的情况下，利用仿真方法获取干涉相位便成为开展实验研究的唯一手段，因此，高效精确的干涉相位仿真方法对InSAR的信号处理研究非常重要。

目前，获取干涉相位的仿真方法可以分为不同的级别：原始回波级仿真、复图像级仿真、干涉相位级仿真。其中，原始回波级仿真方法(见参考文献1)是从原始回波数据的生成开始，包含了干涉SAR系统的全部工作流程，对于全链路的系统仿真而言，这一方法具有优势，可以用于研究从成像处理、干涉处理到DEM重建的整个过程。复图像级仿真方法(见参考文献2)则是绕开回波的生成过程，通过非相干的方法直接生成干涉SAR复图像对，可以用于对干涉处理算法开展研究。以上两类仿真方法均能获得干涉相位，但其实现过程均较为复杂，效率较低，而且难以精确仿真，因此对于仅研究干涉相位处理算法这一目的而言，并不适用。

而干涉相位级的仿真方法(见参考文献3)则避开了干涉SAR原始数据及复图像对的生成和处理过程，可以直接计算得到干涉相位图，实现简便，适用于对干涉相位滤波、相位解缠等算法的研究。但目前已有的研究主要针对星载干涉SAR开展，而且仅考虑了理想干涉相位的计算，并未体现出几何畸变现象在干涉相位图中的反映。此外，受热噪声去相干、时间去相干、基线去相干等多种去相干因素的影响，干涉相位图不可避免的存在相位噪声，因而相位噪声的仿真对于相位滤波、解缠过程的算法研究至关重要，而已有算法均未考虑去相干因素的影响。因此，为满足机载InSAR干涉相位处理算法的研究需求，有必要进一步研究能快速高效并真实反映相位特征的机载InSAR干涉相位仿真方法。

参考文献：

[1]G.Franceschetti，A.Iodic，M.Miglianccio，et al.A novel across-trackSAR interferometry simulator[J].IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing，1998，36(3)：950-962.

[2]W.Xu，I.Cumming.Simulator for repeat-pass satellite InSAR studies[C].Proceedings of International Geoscience and Remote Sensing Symposium，1997：1704-1706.