[发明专利]TOPS哨兵-1数据电离层校正方法

权利要求书

1.一种TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，包括步骤：

确定实验区域及数据收集，包括步骤：

选取非中高纬度的区域作为实验区域；

收集所述实验区域哨兵-1TOPS数据的合成孔径雷达影像；

合成孔径雷达影像预处理，包括步骤：

对所述合成孔径雷达影像进行辐射校正；

对所述合成孔径雷达影像进行精配准预处理，得到配准后的合成孔径雷达影像数据，在精配准过程中因电离层干扰产生误差偏移量；

模拟电离层直接相位，包括步骤：

根据影像频率，以三等分方式将所述配准后的合成孔径雷达影像数据进行距离向带通滤波，取顶部1/3频率生成高频分量图，取底部1/3频率生成低频分量图；

基于高、低频分量图，利用频谱分裂法SplitSpectrum模拟电离层直接相位Δф；

计算电离层配准偏移量，包括步骤：

将所述配准后的合成孔径雷达影像数据进行干涉处理，得到第一干涉图；

将所述第一干涉图去除所述电离层直接相位Δф，得到第二干涉图；

根据影像元数据中的空间坐标信息，裁剪出所述第二干涉图中上子带重叠区和下子带重叠区，设定相干性阈值选取相干性在0.7以上的干涉点；

利用增强频谱差异法ESD计算电离层配准偏移量Δt；

将所述电离层配准偏移量Δt加上所述电离层干扰产生误差偏移量，进行第二次配准预处理和干涉处理，得到第三干涉图；

对第三干涉图再一次去除所述电离层直接相位Δф，得到校正后的第四干涉图；

将所述第四干涉图进行相位解缠、去除地平相位以及地形相位，提取地表因子；

以及，电离层校正结果精度评估，其中包括：通过目视粗判断电离层校正结果，判断所述第四干涉图中条带状电离层相位和子带交接处的相位跳变是否消失，若消失，则校正结果准确，若没有消失，则校正后结果不准确；排除对流层影响因子，通过所述第四干涉图与GPS观测值或实地测量值的比对评定电离层校正结果，若所述第四干涉图得到的地表形变结果与GPS及实地观测数据一致，则校正结果准确。

2.根据权利要求1所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述利用频谱分裂法SplitSpectrum模拟电离层直接相位，采用以下方法进行计算：

其中，Δф为模拟的电离层直接相位，f₀为数据原始频率，f_L、f_H分别为进行带通滤波后的高、低分量的频率，Δф_L和Δф_H则为对应的干涉相位。

3.根据权利要求1所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述利用增强频谱差异法ESD计算配准偏移量，进一步为，在频谱差异法SD基础上，用相邻的一组相邻子带重叠区来代替方位向上的带通滤波，计算电离层带来的间接配准误差。

4.根据权利要求3所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述增强频谱差异法ESD，采用以下公式计算：

其中ф_azerr位偏移量，Δf_DC为相邻两个干涉对在同一空间位置处的多普勒中心频率差异，Δt为估算的配准偏移量。

5.根据权利要求1所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述根据影像元数据的空间坐标信息，裁剪出第二干涉图中上子带重叠区和下子带重叠区，进一步为，加载空间信息后，子带会根据其位置信息有一个重叠区，利用编程方法在数组中截取这个重叠区，得到上子带重叠区和下子带重叠区。

6.根据权利要求1所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述合成孔径雷达影像进行精配准预处理，其中精配准进一步为，将所述合成孔径雷达影像进行基于距离多普勒方程的几何粗配准，将所得结果进行基于增强频谱差异法的精配准，得到所述合成孔径雷达影像数据。

7.根据权利要求1所述的TOPS哨兵-1数据电离层校正方法，其特征在于，所述根据影像元数据中的空间坐标信息，其中空间坐标信息包括影像的经纬度信息。