[发明专利]星载干涉SAR数字高程模型重建方法

说明书

一种星载干涉SAR数字高程模型重建方法，通过选取符合SAR立体测量条件的两幅SAR图像，利用SAR图像的目标散射特性选取SAR图像的稳定散射点，并利用SAR立体测量技术实现稳定散射点的高效同名点匹配和高精度三维重建，从而可以将稳定散射点作为地面控制点，用于干涉参数的定标，进而实现数字高程模型重建。本发明克服了星载干涉SAR数字高程模型重建时地面控制点获取困难的问题，实现了高精度的数字高程模型重建。

技术领域

本发明涉及干涉合成孔径雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种星载干涉SAR数字高程模型重建方法。

背景技术

干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)利用同一区域多次观测的SAR复数据获取干涉相位信息，从而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，因此在诸多领域都有广泛的应用，地形测绘是其主要应用之一。

星载干涉SAR由于其覆盖范围广、平台稳定的优点，有利于进行大面积、高精度的地形测绘。然而，在数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)重建过程中，由于系统测量误差、信号处理误差等因素的存在，使得重建模型中的相关参数的取值并不准确，需要利用地面控制点(Ground Control Points，GCP)已知的三维位置信息，来修正DEM重建模型中的参数偏差，从而提高DEM重建的精度，这一过程称为干涉定标。对于星载干涉SAR系统，具体包括两方面：一是，解缠后的干涉相位与绝对干涉相位仍然相差一个常数，即2π的整数倍，不能直接用于DEM的反演，需要通过GCP解算解缠相位和真实相位之间的绝对模糊数，生成与DEM对应的绝对相位；二是，星上GPS测量的基线值存在一定误差，需要利用GCP进行定标，以提高最终DEM产品的精度。由此可见，高精度的GCP信息的获取是实现星载干涉SAR高精度DEM的一个必要条件。

目前，干涉SAR定标最常规的方法是建立定标场，在其中人工布设一定数量的角反射器等定标设备，并测量出其准确的三维位置信息，作为GCP进行干涉参数的定标。然而，实际工程中，大量定标器的布设非常耗费人力物力，尤其是在复杂的地形条件下，这一过程难以实现。因而，通常利用定标场进行两次定标之间的间隔时间长，难以实现常态化定标；而且，定标场的设置范围有限，对于星载干涉SAR全球测绘的目标而言，难以实现所有区域的高精度定标。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种星载干涉SAR数字高程模型重建方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种星载干涉SAR数字高程模型重建方法，包括以下步骤：

步骤A：对星载干涉SAR的主、辅图像对进行干涉处理，得到初始绝对干涉相位、初始基线长度和初始基线倾角；

步骤B：获取待测绘数字高程模型区域的具有相同数据源的两幅SAR复图像，其中一幅为所述星载干涉SAR的主图像，在所述两幅SAR复图像中选取N对散射特征稳定的同名点，其中N≥4；

步骤C：对每一对选出的同名点对，分别在所述两幅SAR复图像中进行点目标分析，通过插值得到各自亚像素级的点目标峰值位置；

步骤D：根据每一对同名点对在所述两幅SAR复图像中的点目标峰值位置以及所述两幅SAR复图像的成像参数文件，获取以下参数：点目标在两幅SAR复图像中的斜距和方位成像时刻，相应成像时刻的SAR传感器速度矢量和位置矢量，以及两幅SAR复图像的成像参数文件中读取的多普勒中心频率；

步骤E：根据步骤D获取的参数，建立距离-多普勒方程组，并对所述距离-多普勒方程组进行最小二乘迭代求解，得到每一对同名点的三维位置矢量；