[发明专利]一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法

权利要求书

1.一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：

步骤一：SAR主影像与数字高程模型DEM数据之间的映射关系计算

利用距离—多普勒模型和地球模型，实现星载SAR高精度几何定位；

距离方程：R＝|R_s-R_t| (1)

其中R为传感器到点目标之间的距离，R_s和R_t分别为传感器和点目标的位置矢量；

多普勒方程：

其中λ为雷达波长，f_d为多普勒频率，v_s和v_t分别为传感器和点目标的速度矢量；

地球模型方程：

其中R_e为赤道位置地球半径，R_p为极地半径，h为点目标高程，(x_t,y_t,z_t)为点目标位置矢量在地心惯性参照系下的分量；

步骤二：多分辨率SAR影像精确配准以及载频平移

首先选取某一高分辨率SAR影像作为SAR主影像，利用SAR主、副影像参数文件和DEM数据按照公式(1)、(2)和(3)估计地面目标的距离向和方位向成像时间，确定在SAR影像上的空间位置，计算得到SAR主、副影像之间的初始配准查找表，然后将SAR副影像重采样到SAR主影像的几何框架下；初始配准查找表通过插值获得每一单视复数影像SLC像元的偏移量，该查找表包含了与SAR主影像像元相关联的SAR副影像距离向和方位向的像元数；初始配准查找表的几何框架由SAR主影像参数文件定义，SAR副影像参数文件定义的坐标确定初始配准查找表中的数值，将DEM数据重采样到SAR主影像参数文件定义的雷达距离-多普勒坐标系RD下，校正初始配准查找表中由地形引起的偏移；

步骤三：配准后SAR影像频谱检查

检查配准后的高、低分辨率SAR影像的方位向和距离向频谱与影像参数文件的一致性；

3.1高分辨率SAR影像：方位向频谱区间为(a,b)，读取影像参数文件中的脉冲重复频率prf、方位向处理带宽apb，其中apb/prf的值应与(b-a)数值相当；距离向频谱区间为(c,d)，读取影像参数文件中的采样频率asr、距离向带宽cbw，其中cbw/asr的值应与(d-c)数值相当；

3.2低分辨率SAR影像：重点检查apb/prf的值应与(b-a)数值是否相当；

步骤四：差分干涉图的生成和自适应滤波

选取时间和空间基线都较短的干涉像对作为差分干涉数据集，其中空间基线不超过临界基线的五分之一，时间基线应根据具体的观测目标和雷达波段进行确定；针对符合条件的干涉像对两两进行差分干涉处理；

步骤五：相位解缠和形变时序分析

采用最小费用流算法MCF对差分干涉图进行空间相位解缠；设定幅度离散指数和相干系数阈值，选取SAR影像频谱特性稳定的相干点目标；针对相干点目标的相位信息，利用干涉点目标分析方法IPTA进行形变时序分析；

步骤六：InSAR结果的外部数据检校

利用时间和空间相对应的GPS实测数据对多分辨率InSAR形变速率结果进行检校；在GPS点位附近一定距离搜索InSAR相干点目标，由于GPS观测数据与InSAR结果参考基准的差异，采用线性关系式将两者统一到相同的参考基准下：

X_InSAR＝a·Y_GPS+b

式中，X_InSAR和Y_GPS分别为InSAR和GPS测量结果，a和b为待估的线性关系式系数；

求取参考基准统一后两者的互差，利用互差的均方根误差评判InSAR结果的有效性，其计算公式如下：

式中，X_i和Y_i分别为InSAR和GPS观测值，m为统计样本点个数。