[发明专利]一种星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法及装置

说明书

本发明实施了一种星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法及装置。该方法中：对星载多基线InSAR叠加数据形成的复张量进行归一化，得到归一化张量；分别利用归一化张量中元素的实部数值和虚部数值组成实部张量和虚部张量；利用KBR‑RPCA算法，分别对实部张量和虚部张量进行分解得到实部的低秩张量和虚部的低秩张量；判断实部的低秩张量和虚部的低秩张量是否满足预定的约束条件；如果是，将实部的低秩张量和虚部的低秩张量相加的结果作为对星载多基线InSAR叠加数据的滤波结果。本发明可以利用KBR‑RPCA算法滤除星载多基线InSAR叠加数据中的的高斯噪声和离值量。

技术领域

本发明涉及干涉合成孔径雷达技术领域，特别是涉及一种星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法及装置。

背景技术

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种主动式微波遥感雷达，具备全天时、全天候的对地观测能力。星载SAR在空间中向地面发射线性调频信号后，采用正交通道来接收从地面返回的回波信号，并经过成像处理获取该观测区域的SAR复图像。干涉合成孔径雷达(Spaceborne interferometric synthetic aperture radar，InSAR)使用空间中具有微小视角差异的两次SAR观测结果构成反映地面三维信息的干涉数据(或称干涉SAR图像对，简称干涉对)，InSAR对同一区域进行多航过的观测，可以得到该区域在多个不同时刻的干涉数据。对这些干涉数据进行复图像配准，配准后的多个SAR复图像按照时间顺序排列在一起，就构成了星载多基线InSAR叠加数据。利用星载多基线InSAR叠加数据，结合高程反演、时序分析等方法，可以计算得到观测区域的高程信息、地形形变信息以及大气信息。这里，星载多基线InSAR叠加数据的数学表达形式为张量，该张量中的每个元素均为一个复数。

由于星载多基线InSAR叠加数据中不可避免的会包含有干扰成分，故在反演观测区域的高程信息、地形形变信息以及大气信息之前，需要对星载多基线InSAR叠加数据进行滤波，以滤除星载多基线InSAR叠加数据中的干扰成分。现有技术中，对星载多基线InSAR叠加数据进行滤波的方法包括：将星载多基线InSAR叠加数据这一张量分解为低秩张量和离值量张量两部分，并将低秩张量作为对星载多基线InSAR叠加数据的滤波结果。其中，离值量张量由星载多基线InSAR叠加数据中的相位不连续的像素点形成，属于需滤除的干扰成分。

然而，星载多基线InSAR叠加数据的干扰成分有离值量之外，还包含有高斯噪声，如系统热噪声。因此，现有的星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法中分解得到的低秩张量包含有高斯噪声的成分，这会影响后续利用星载多基线InSAR叠加数据反演高程信息、地形形变信息以及大气信息时的准确度。目前，能够将张量中的高斯噪声张量分离出的算法有KBR-RPCA(基于克罗內克基稀疏度表征的稳健主成分分析，Kronecker BasisRepresentation-Robust Principal Component Analysis)算法。KBR-RPCA算法能够将张量分解为低秩张量、离值量张量和高斯噪声张量。然而，KBR-RPCA算法仅适用于实数域，而星载多基线InSAR叠加数据属于复数域。因此，如何利用KBR-RPCA算法对星载多基线InSAR叠加数据进行滤波，以滤除星载多基线InSAR叠加数据中的高斯噪声和离值量，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种干涉合成孔径雷达的星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法及装置，以利用KBR-RPCA算法滤除星载多基线InSAR叠加数据中的高斯噪声和离值量。具体技术方案如下：

一种星载多基线InSAR叠加数据的滤波方法，包括：

对星载多基线InSAR叠加数据形成的复张量中每个元素的幅度进行归一化，得到归一化张量；

利用所述归一化张量中的每个元素的实部数值，组成实部张量，利用所述归一化张量中的每个元素的虚部数值，组成虚部张量；