[发明专利]星载干涉合成孔径雷达数字高程模型重建方法

摘要

本发明一种提供干涉合成孔径雷达数字高程模型重建方法。技术方案是：首先，对原始绝对干涉相位图进行粗采样。然后，拟合出粗采样绝对干涉相位图每一像素处数字高程模型重建三维坐标与绝对干涉相位的多项式。最后，通过对粗采样绝对干涉相位图每一像素处的多项式进行双线性内插，得到原始绝对干涉相位图每一像素处的多项式，将该像素处的绝对干涉相位值代入其对应的多项式即可得到相应的三维坐标。本发明计算量小，能够在现有计算能力下在较短的时间内完成；同时本方法的计算精度能够满足干涉合成孔径雷达系统数字高程模型重建的要求。

主权项

1.一种星载干涉合成孔径雷达数字高程模型重建方法，其特征在于，利用已知的原始绝对干涉相位图及雷达系统的轨道参数，完成以下步骤：第一步：衍生绝对干涉相位偏差图；对原始绝对干涉相位图按照方位向间隔k个像素、距离向间隔l个像素进行粗采样，k、l的取值由最终希望得到的数字高程模型精度要求决定，精度越高取值越小，得到粗采样绝对干涉相位图；将n个相位偏差分别叠加至粗采样绝对干涉相位图，衍生出n幅绝对干涉相位偏差图，其中n的取值也由最终希望得到的数字高程模型精度要求决定，精度越高取值越大，可取[4，10]区间内某一整数值。当n为奇数时，相位偏差Vφ_i，i＝1，2，Ln的取值如下：当n为偶数时，相位偏差Vφ_i，i＝1，2，Ln的取值如下：其中，C＝1.5，f_a、f_r分别为原始绝对干涉相位图的方位向频率和距离向频率。第二步：绝对干涉相位偏差图的数字高程模型重建基于每一幅绝对干涉相位偏差图，结合干涉合成孔径雷达系统的斜距方程、多普勒方程和干涉相位方程进行数字高程模型重建，得到n幅数字高程模型重建结果。 第三步：多项式拟合基于前述n幅绝对干涉相位偏差图以及相应的n幅数字高程模型重建结果，在粗采样绝对干涉相位图每一像素位置(a_s，r_s)处拟合出三个以绝对干涉相位值φ为自变量的m阶多项式其中m∈[1，n-1]，根据需要的计算精度选取，多项式表示在像素位置(a_s，r_s)处重建的数字高程模型中的x轴坐标取值与绝对干涉相位值φ的关系，表示在像素位置(a_s，r_s)处重建的数字高程模型中的y轴坐标取值与绝对干涉相位值φ的关系，表示在像素位置(a_s，r_s)处重建的数字高程模型中的z轴坐标取值与绝对干涉相位值φ的关系。第四步：多项式内插对多项式进行双线性内插可以求得原始绝对干涉相位图每一像素位置(a，r)处的三个多项式p′_x(a，r)(φ)，p′_y(a，r)(φ)，p′_z(a，r)(φ)：其中，bilinear()表示双线性内插操作，floor()表示向小取整操作。 第五步：数字高程模型计算将原始绝对干涉相位图每一像素位置(a，r)处的原始绝对干涉相位值φ(a，r)代入多项式p′_x(a，r)(φ)，p′_y(a，r)(φ)，p′_z(a，r)(φ)，即可得到该像素位置所对应的地面目标点三维坐标(x，y，z)，即最终得到的数字高程模型重建结果。k、l的取值由最终希望得到的数字高程模型精度要求决定，精度越高取值越小，可取[3，20]区间某一整数值n的取值也由最终希望得到的数字高程模型精度要求决定，精度越高取值越大，可取[4，10]区间内某一整数值。