星载InSAR绝对相位确定和DEM生成技术研究及工程化应用
发布时间：2020-12-12 20:33
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候等特点,己成为气候复杂地区获取测绘数据的重要手段。干涉合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)是在SAR基础上发展起来的一种雷达成像技术,能够全天候、大范围、高精度地得到地面场景的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),被广泛地应用于地形测绘、植被分类和研究地表沉降等。DEM是InSAR技术的主要产品。随着InSAR技术的不断发展,获取的数据量越来越大,分辨率越来越高,对DEM生成效率和精度的要求都进一步提高。绝对相位确定和DEM生成是获取高精度DEM的两个关键环节。针对多源信息(地面控制点、先验DEM、差频数据等),绝对相位确定环节可以采用不同的绝对模糊数估计方法。由于InSAR系统工作模式的不同,DEM生成模型解算方法也不一样。由于多源信息和多模式的存在,不利于大批量、连续、高效地获取高精度的DEM。为解决上述问题,本文以实现多源信息绝对相位自适应确定和统一DEM生成模型的解算方法为核心,以绝对相...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TanDEM-X系统编队示意图及其获取结果
514km 7687m/s X 波段 593009.08m 30.4259 度（a）SAR 图像 （b）SAR 定位结果图2.3 拉斯维加斯地区 SAR 图像和 SAR 定位结果2.3 InSAR 定位原理InSAR 技术获取 DEM 的基本原理是利用具有干涉成像能力的两部 SAR 天线同时观测地表的同一地区，或者利用一部天线重复观测同一地区，对回波信号进行处理得到两幅具有相干性的 SAR 复图像对。然后对 SAR 复图像对进行干涉处理，得到干涉相位。通过干涉相位到高程的转换和地理编码反演出观测地区的三维地形。InSAR 系统有单航过多天线系统和双（多）航过单天线系统之分，其判断依据是安装在飞行平台上的天线的数量。单航过双天线系统是只在飞行平台上架设一部天线，在同一区域重复飞行两次，每次飞行单部天线既是发射端又是接收端，对两次回波信号分别进行处理后，得到两幅具有相干性的 SLC 图像。但由于两次飞行之间存在时间差，天气和地面情况都可能发生改变，造成两幅 SLC 图像的相干性会较差。因其
地区的相干系数图。（a）SAR 图像 （b）相干系数图图2.6 拉斯维加斯地区 SAR 图像和相干系数图（1）预滤波主、辅图像的频谱受多种因素影响。在方位向，由于飞行平台的速度发生变化，姿态变化等造成多普勒频率发生偏移，影响 SAR 图像对之间的相干性；在距离向，由于飞行平台位置的不同造成观测视角产生差异，使得距离波数谱发生偏移，影响了配准精度。预滤波的主要工作时截取 SAR 复图像对之间的公共多普勒谱，提高了主辅图像的配准精度和图像之间相干性。如果数据的频谱偏移量很小，可以不进行预滤波处理。（2）SAR 复图像配准SAR 复图像配准是 InSAR 处理过程中最基础、最关键的一步。通过 InSAR 系统获得的同一观测地区的两幅 SAR 图像，由于两次飞行的轨道不可能完全重合，导致SAR 图像发生偏移
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的基于频谱分割的InSAR绝对相位确定方法[J]. 刘双亚,李世强,冯锦. 国外电子测量技术. 2016(07)
[2]分布式卫星InSAR目标定位近似闭式解[J]. 刘艳阳,李真芳,杨娟娟,保铮. 西安电子科技大学学报. 2012(04)
[3]牛顿迭代法的MATLAB实现[J]. 云磊. 信息通信. 2011(06)
[4]距离-多普勒相对位置法的改进研究[J]. 郝婷婷. 电子测量技术. 2010(01)
[5]利用SLR数据校准GPS精密定轨系统误差[J]. 谷德峰,涂先勤,易东云. 国防科技大学学报. 2008(06)
[6]分布式InSAR三维定位的闭合形式解及其精度分析[J]. 谷德峰,易东云,朱炬波,孙蕾. 电子学报. 2007(06)
[7]利用多基线数据融合提高分布式卫星InSAR系统的干涉相位精度[J]. 张秋玲,王岩飞. 电子与信息学报. 2006(11)
[8]数字高程模型的建立及应用[J]. 张金娣. 现代测绘. 2005(S1)
[9]数字高程模型(DEM)的构建及其应用[J]. 张瑞军,杨武年,刘汉湖,曾涛. 工程勘察. 2005(05)
[10]SPOT系列卫星及其数据产品的特征[J]. 冯钟葵,厉银喜. 遥感信息. 1999(03)
博士论文
[1]星载干涉合成孔径雷达高效高精度处理技术研究[D]. 王青松.国防科学技术大学 2011
[2]星载分布式InSAR系统的误差分析与DEM精度提高方法研究[D]. 张永俊.国防科学技术大学 2011
[3]干涉合成孔径雷达高程测量技术研究[D]. 李晨.南京航空航天大学 2010
[4]多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究[D]. 刘楠.西安电子科技大学 2009
[5]星载干涉合成孔径雷达信号处理若干问题研究[D]. 石晓进.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
[6]星载干涉合成孔径雷达若干关键技术的算法研究[D]. 魏志强.复旦大学 2008
[7]InSAR获取高精度DEM关键处理技术研究[D]. 靳国旺.解放军信息工程大学 2007
[8]干涉合成孔径雷达成像技术研究[D]. 穆冬.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]机载/星载InSAR定标模型与方法[D]. 吴丹芹.西南交通大学 2017
[2]天基InSAR数据处理软件工程化设计及Qt实现[D]. 李莉媛.西安电子科技大学 2014
[3]对InSAR的欺骗性干扰技术研究[D]. 王强.西安电子科技大学 2013
[4]SAR/InSAR高精度快速定位方法研究[D]. 韦倩.西安电子科技大学 2013
[5]分布式卫星InSAR系统性能分析与仿真技术研究[D]. 孟智勇.国防科学技术大学 2010
[6]基于合成孔径雷达图像的目标跟踪与识别[D]. 汤宏权.中南大学 2009
[7]基于要素的数字地面模型研究[D]. 路志鸣.中南大学 2009
[8]星载合成孔径雷达图像目标定位的研究与实践[D]. 赵莹.长安大学 2009
[9]星载InSAR信号处理方法研究[D]. 刘子龙.国防科学技术大学 2009
[10]基于距离—多普勒算法的调频连续波SAR成像研究[D]. 王平.南京理工大学 2008
本文编号：2913232
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TanDEM-X系统编队示意图及其获取结果
514km 7687m/s X 波段 593009.08m 30.4259 度（a）SAR 图像 （b）SAR 定位结果图2.3 拉斯维加斯地区 SAR 图像和 SAR 定位结果2.3 InSAR 定位原理InSAR 技术获取 DEM 的基本原理是利用具有干涉成像能力的两部 SAR 天线同时观测地表的同一地区，或者利用一部天线重复观测同一地区，对回波信号进行处理得到两幅具有相干性的 SAR 复图像对。然后对 SAR 复图像对进行干涉处理，得到干涉相位。通过干涉相位到高程的转换和地理编码反演出观测地区的三维地形。InSAR 系统有单航过多天线系统和双（多）航过单天线系统之分，其判断依据是安装在飞行平台上的天线的数量。单航过双天线系统是只在飞行平台上架设一部天线，在同一区域重复飞行两次，每次飞行单部天线既是发射端又是接收端，对两次回波信号分别进行处理后，得到两幅具有相干性的 SLC 图像。但由于两次飞行之间存在时间差，天气和地面情况都可能发生改变，造成两幅 SLC 图像的相干性会较差。因其
地区的相干系数图。（a）SAR 图像 （b）相干系数图图2.6 拉斯维加斯地区 SAR 图像和相干系数图（1）预滤波主、辅图像的频谱受多种因素影响。在方位向，由于飞行平台的速度发生变化，姿态变化等造成多普勒频率发生偏移，影响 SAR 图像对之间的相干性；在距离向，由于飞行平台位置的不同造成观测视角产生差异，使得距离波数谱发生偏移，影响了配准精度。预滤波的主要工作时截取 SAR 复图像对之间的公共多普勒谱，提高了主辅图像的配准精度和图像之间相干性。如果数据的频谱偏移量很小，可以不进行预滤波处理。（2）SAR 复图像配准SAR 复图像配准是 InSAR 处理过程中最基础、最关键的一步。通过 InSAR 系统获得的同一观测地区的两幅 SAR 图像，由于两次飞行的轨道不可能完全重合，导致SAR 图像发生偏移
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的基于频谱分割的InSAR绝对相位确定方法[J]. 刘双亚,李世强,冯锦. 国外电子测量技术. 2016(07)
[2]分布式卫星InSAR目标定位近似闭式解[J]. 刘艳阳,李真芳,杨娟娟,保铮. 西安电子科技大学学报. 2012(04)
[3]牛顿迭代法的MATLAB实现[J]. 云磊. 信息通信. 2011(06)
[4]距离-多普勒相对位置法的改进研究[J]. 郝婷婷. 电子测量技术. 2010(01)
[5]利用SLR数据校准GPS精密定轨系统误差[J]. 谷德峰,涂先勤,易东云. 国防科技大学学报. 2008(06)
[6]分布式InSAR三维定位的闭合形式解及其精度分析[J]. 谷德峰,易东云,朱炬波,孙蕾. 电子学报. 2007(06)
[7]利用多基线数据融合提高分布式卫星InSAR系统的干涉相位精度[J]. 张秋玲,王岩飞. 电子与信息学报. 2006(11)
[8]数字高程模型的建立及应用[J]. 张金娣. 现代测绘. 2005(S1)
[9]数字高程模型(DEM)的构建及其应用[J]. 张瑞军,杨武年,刘汉湖,曾涛. 工程勘察. 2005(05)
[10]SPOT系列卫星及其数据产品的特征[J]. 冯钟葵,厉银喜. 遥感信息. 1999(03)
博士论文
[1]星载干涉合成孔径雷达高效高精度处理技术研究[D]. 王青松.国防科学技术大学 2011
[2]星载分布式InSAR系统的误差分析与DEM精度提高方法研究[D]. 张永俊.国防科学技术大学 2011
[3]干涉合成孔径雷达高程测量技术研究[D]. 李晨.南京航空航天大学 2010
[4]多发多收干涉合成孔径雷达高程测量关键技术研究[D]. 刘楠.西安电子科技大学 2009
[5]星载干涉合成孔径雷达信号处理若干问题研究[D]. 石晓进.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2009
[6]星载干涉合成孔径雷达若干关键技术的算法研究[D]. 魏志强.复旦大学 2008
[7]InSAR获取高精度DEM关键处理技术研究[D]. 靳国旺.解放军信息工程大学 2007
[8]干涉合成孔径雷达成像技术研究[D]. 穆冬.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]机载/星载InSAR定标模型与方法[D]. 吴丹芹.西南交通大学 2017
[2]天基InSAR数据处理软件工程化设计及Qt实现[D]. 李莉媛.西安电子科技大学 2014
[3]对InSAR的欺骗性干扰技术研究[D]. 王强.西安电子科技大学 2013
[4]SAR/InSAR高精度快速定位方法研究[D]. 韦倩.西安电子科技大学 2013
[5]分布式卫星InSAR系统性能分析与仿真技术研究[D]. 孟智勇.国防科学技术大学 2010
[6]基于合成孔径雷达图像的目标跟踪与识别[D]. 汤宏权.中南大学 2009
[7]基于要素的数字地面模型研究[D]. 路志鸣.中南大学 2009
[8]星载合成孔径雷达图像目标定位的研究与实践[D]. 赵莹.长安大学 2009
[9]星载InSAR信号处理方法研究[D]. 刘子龙.国防科学技术大学 2009
[10]基于距离—多普勒算法的调频连续波SAR成像研究[D]. 王平.南京理工大学 2008
本文编号：2913232
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