[发明专利]一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法

说明书

本发明一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法，具体步骤如下：1、SAR主影像与数字高程模型DEM数据之间的映射关系计算；2、多分辨率SAR影像精确配准以及载频平移；3、配准后SAR影像频谱检查；4、差分干涉图的生成和自适应滤波；5、相位解缠和形变时序分析；6、InSAR结果的外部数据检校。为避免干涉相位混叠现象，利用配准查找表和拟合多项式精确配准SAR主、副影像，将低分辨率SAR影像配准到高分辨率SAR影像雷达坐标下，同时调整SAR主、副影像具有相同的载频，利用公共频带滤波器对频移后的SAR副影像进行滤波，提高其干涉相干性，实现了不同分辨率SAR影像的交互干涉，可以在更长时间周期进行形变时序分析。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达干涉测量(InSAR)多分辨率交互干涉时序分析方法，属于合成孔径雷达干涉测量技术领域。它可以利用不同分辨率雷达(Synthetic ApertureRadar，SAR)数据的交互干涉，实现在更长时间间隔内对观测目标的形变演化分析。

背景技术

星载SAR以一定的频率向地面发射脉冲并接收地面反射的回波信号，目前在轨的星载SAR系统通常采用条带、聚束以及扫描等成像模式。其中，条带模式通过雷达以一个固定视角对地面进行照射，能进行方位向连续成像，但方位向分辨率因受天线尺寸限制不能无限制提高，其方位向分辨率不会优于天线长度的一半。当前的雷达系统通过调整天线波束具备多类型条带模式。聚束模式通过控制天线方位向波束指向来调整雷达视线角，使其固定指向某一场景来提高方位向积累时间，从而通过等效的增加合成孔径长度得到高方位向分辨率，但只能对小区域成像，最大成像范围为天线的波束宽度。滑动聚束模式通过控制天线辐照区在地面的移动速度控制方位向分辨率，其成像面积比聚束模式大，且高于相同天线尺寸条带模式分辨率。扫描模式是将一个完整的合成孔径时间分割成几段，一个合成孔径时间段称作一个“片段”(burst)，每个burst内采用不同的波束高度角，在地面形成不同的成像带，通过在多个成像带间切换，扩展其一次通过观测区域时的观测带宽。

由于SAR卫星拍摄能力的限制，非编程订购情况下同一区域某一时间段内拍摄模式并不是唯一的，可能多种分辨率数据交互拍摄，如ALOS-2 10m和3m条带模式；还有一种情况是，卫星方由于推广某一新数据模式而逐渐取代先前模式，如RADARSAT-2extra fine模式(5m)逐渐取代wide模式(30m)。由于较长时间段内数据的缺失，长时间间隔将会导致相干性较低，利用传统的同波位、同模式InSAR时序分析将会受到限制。不同分辨率SAR数据之间的InSAR处理统称为多分辨率InSAR交互处理技术，这一技术使得“超长”时间InSAR时序分析成为可能。

发明内容

1.目的：本发明的目的是提供一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法，它利用同一卫星或不同卫星的多种分辨率SAR数据的交互干涉处理，实现对监测目标在长时间观测周期内的形变演化过程分析。

2.技术方案：本发明是一种多分辨率InSAR交互干涉时序分析方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：SAR主影像与数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)数据之间的映射关系计算

利用距离—多普勒模型(R-D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：