[发明专利]基于蚁群搜索的SAR层析参考网生成方法

说明书

本发明提出了一种基于蚁群搜索的SAR层析参考网生成方法。技术方案是：利用基于蚁群搜索的方法生成SAR层析参考网。在基于蚁群搜索的方法中，选取一个单PS点作为起始蚁；生成单PS边的规则是：如果两个单PS点的空间距离小于设定的距离阈值，则对两个单PS点的相位进行差分，再利用差分信号进行SAR层析；筛选单PS边的规则是：如果单PS边的两个端点均为单PS点，则保留该单PS边；如果利用单PS边的两个端点得到的差分信号的残差能量比大于设定的阈值，则删除该单PS边；设定单PS边的数量作为参考网的冗余度控制参数。本发明所生成的蚁群参考网能覆盖全场景，并且具有更大的网络冗余度。

技术领域

本发明属于遥感成像技术领域，涉及一种对SAR图像进行高度维成像时，消除大气影响需生成的一种参考模型。

背景技术

星载SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)层析利用对同一目标的多角度观测，在高度向形成合成孔径，实现对观测场景的真三维成像。

目前，单基多航过系统是SAR层析的主要数据来源。然而，对单基多航过系统而言，各次航过受到的大气相位延迟随时间随机变化。目前，参考网技术被广泛应用于SAR层析处理中，以实现大气相位校正和稳健的PS(Persistent Scatterer,永久散射体)点检测，参见文献一：《Radar Interferometry:Persistent Scatterer Technique》第4.4.1节，BertM.Kampes.等著，Springer 2006年出版，P71-P72。该技术的基本思想是：大气相位具有空间缓变特性，临近PS点的大气相位近似，因此，临近PS点作相位差分，可大大抵消大气相位对SAR层析成像带来的影响。利用上述基本思想，参考网技术就是将覆盖全场景的单PS点连接成覆盖全场景的网络(即参考网)，进行大气相位校正，以实现对任意PS点检测。参考网的质量将直接决定全场景大气相位能否有效校正。理论上，为了实现高精度的PS点检测，我们希望参考网具有以下两个特性：1)参考网能覆盖全场景；2)参考网具有合适的网络冗余度，以保证参考网中PS点绝对参数估计精度高。

参见文献一提供的参考网创建方法主要包括下述四个步骤：1)利用Delaunay三角网连接候选单PS点，形成连通网；2)利用相邻的候选单PS点形成PS边并进行相位差分，再利用差分信号进行SAR层析；3)保留高质量单PS边，获得高质量单PS边相对参数估计；4)选取剩余的最大连通网作为最终参考网，并对参考网中单PS点进行相对参数积分，获得绝对参数估计。

利用上述方法建立参考网存在以下两个问题。一是，由于只保留高质量单PS边，Delaunay三角网连通性遭到破坏，极可能出现多个相互孤立的连通网。因此，选取其中最大的连通网作为参考网会造成参考网不能覆盖全场景，而其他较小的孤立的连通网所覆盖区域会因为缺乏PS点不能实现大气相位校正，从而无法实现有效的PS点检测；二是，由于利用Delaunay三角网生成的参考网本身的网络冗余度(介于2～3之间)，当参考网各条单PS边相对参数估计精度有限时，如此低的网络冗余度不利于实现参考网中PS点具有高绝对参数估计精度的目标。

发明内容

本发明提出了一种基于蚁群搜索的SAR层析参考网生成方法，所生成的蚁群参考网能覆盖全场景，并且具有更大的网络冗余度。

本发明技术方案是：一种基于蚁群搜索的SAR层析参考网生成方法，其特征在于，利用基于蚁群搜索的方法生成SAR层析参考网。

进一步地，在基于蚁群搜索的方法中，选取一个单PS点作为起始蚁，选取的方法是：选取ADI(amplitude dispersion index，振幅离差指数)最小的单PS点作为起始蚁，ADI的具体计算方法参见文献一，第2.1.3节。

进一步地，在基于蚁群搜索的方法中，生成单PS边的规则是：

如果两个单PS点的空间距离小于设定的距离阈值，则对两个单PS点的相位进行差分，再利用差分信号进行SAR层析。