[发明专利]基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法

说明书

本发明公开了一种基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法，包括：获取多基线雷达复干涉图像数据，以得到张量矩阵；根据张量矩阵计算梯度平方张量矩阵，并根据梯度平方张量矩阵估计干涉条纹方向；沿干涉条纹方向选取样本数据，并对样本数据进行处理，得到当前位置索引高程干涉相位的估计值；遍历数据张量中的全部位置索引，得到多基线高程干涉相位的估计结果。本发明提供的基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法提高了估计干涉条纹方向时地稳健性，适用于噪声干扰背景下稳健估计高程干涉相位，且具有更高的估计精度。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，现代雷达系统也得到了很好的发展。其中，雷达数据处理与雷达信号处理都属于现代雷达系统中的重要组成部分。地形高程干涉相位是雷达系统存在垂直航迹基线时，由高程起伏导致的雷达回波信号到不同雷达接收天线的相位差。干涉条纹是因高程干涉相位存在2π跳变而产生的周期性分布，具有明显的方向性。系统噪声和去相干使得干涉相位图中存在大量的随机相位，影响雷达信号处理的后续流程，因此需要估计无噪声的高程干涉相位。在干涉测高和地面运动目标检测处理中，都需要估计得到无噪声的高程干涉相位信息用于后续处理，高程干涉相位的估计精度严重影响处理性能。目前，高程干涉相位的估计方法主要有两大类，第一类是基于观测场景先验信息，利用数字地形高程模型和雷达系统参数来估计高程干涉相位；第二类是基于雷达观测数据估计高程干涉相位，利用空间平滑去除部分相位噪声。但是，现有的高程干涉相位估计方法存在不同程度的缺陷，其一是数字地形高程模型和系统参数信息的精度影响高程干涉相位的估计精度，其二是空间平滑滤波会损失边缘细节信息。为了提高干涉相位估计精度，降低估计误差，需要一种新的适应干涉条纹方向变化的高程干涉相位估计方法。

目前，电子科技大学在其申请的专利文献“一种自适应的高精度干涉SAR相位估计方法”(专利申请号201110099514.3，申请公布号CN 102270341 B)中公开了一种干涉相位估计方法。该方法通过对协方差矩阵特征分解得到信号子空间和噪声子空间，利用MUSIC算法中信号子空间和噪声子空间的正交性构造空间谱函数，通过谱峰搜索的方式得到干涉相位的估计结果。该方法利用现代谱估计技术可以提高干涉相位的估计精度。但是，该方法在利用谱峰搜索的方式估计干涉相位时，需要大量的重复计算，不利于工程实现；并且当干涉相位受噪声污染时，通过对协方差矩阵特征分解得到信号子空间和噪声子空间正交性降低，信号子空间向噪声子空间扩散，不适用于噪声干扰背景下稳健估计干涉相位。

桂林电子科技大学在其申请的专利文献“一种基于频率补偿的多基线SAR干涉相位估计方法”(专利申请号201410251346.9，申请公布号CN 104062658 A)中公开了一种多基线SAR干涉相位估计方法。该方法通过对最短基线干涉相位展开，来提取复干涉图的每一像元随基线变化的粗略估计频率，再将粗估计的频率补偿给抽样的复干涉信号，通过对频率补偿后的信号做傅里叶变换后，利用谱峰搜索的方式得到降频抽样复干涉信号频率，再与粗估计频率叠加得到复干涉图的每一像元随基线变化的频率，进而由最短基线干涉相位估计得到长基线的干涉相位。该方法利用频率补偿技术和基线结构关系可以降低长基线干涉相位的估计误差。但是，该方法存在的不足之处是，对最短基线干涉相位做相位展开处理，干涉相位估计精度受限于相位展开精度，并且当干涉相位受噪声污染时，相位展开误差增大，难以避免误差传递效应，不适用于噪声干扰背景下稳健估计干涉相位。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法，包括：

获取多基线雷达复干涉图像数据，以得到张量矩阵；

根据所述张量矩阵计算梯度平方张量矩阵，并根据所述梯度平方张量矩阵估计干涉条纹方向；