基于瞬时频率估计的InSAR相位解缠

相位解缠是InSAR处理的关键步骤,解缠结果的可靠性和稳定性影响着InSAR测量的性能.从干涉条纹频率与相位解缠结果之间的内在联系出发,推导了干涉条纹频率与干涉复数值之间的严密关系式,设计了基于瞬时频率估计的相位解缠方法,采用多套干涉数据获取的干涉图进行了相位解缠实验,验证了基于瞬时频率估计方法进行相位解缠的可行性.     

基于瞬时频率估计的InSAR相位解缠

相位解缠是InSAR处理的关键步骤,解缠结果的可靠性和稳定性影响着InSAR测量的性能。从干涉条纹频率与相位解缠结果之间的内在联系出发,推导了干涉条纹频率与干涉复数值之间的严密关系式,设计了基于瞬时频率估计的相位解缠方法,采用多套干涉数据获取的干涉图进行了相位解缠实验,验证了基于瞬时频率估计方法进行相位解缠的可行性。     

多波段InSAR差分滤波相位解缠方法

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指导较短波长干涉图的相位解缠。充分利用不同波段干涉图之间的互补相位信息,提高相位解缠的可靠性和解缠精度。采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠试验,得到了满意的解缠结果,验证了该解缠方法的有效性。     

中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用

介绍了利用中国余数定理求解同余方程组的基本公式,并将中国余数定理引入到双基线InSAR相位解缠中。构造了关于干涉相位模糊数的同余方程组,设计了基于中国余数定理的双基线InSAR相位解缠方法,扩展了相位解缠的非模糊区间,为解决干涉相位欠采样区域的相位解缠难题奠定了基础。利用不同地区的多套DEM仿真的双基线InSAR干涉图进行了相位解缠实验,得到了满意的解缠结果,验证了该方法在干涉相位欠采样等区域的解缠能力。     

DEM辅助的山区InSAR相位解缠

针对山区InSAR相位解缠困难的问题,在实现零中频矢量滤波的基础上,设计了DEM辅助的山区InSAR相位解缠方法。将原始干涉图与DEM模拟的干涉图做差分处理,获取条纹中心频率极低的零中频干涉图,再对零中频干涉图进行滤波和相位解缠处理;并将解缠结果和模拟干涉相位求和得到原始干涉图的解缠结果,从而减小相位欠采样和频谱混叠现象对干涉处理的影响,提高相位解缠性能。采用兰州地区和登封地区两套ENVISAT ASAR数据进行相位解缠实验,统计解缠百分比、解缠效率,以及零中频干涉图对应的相干图和常规干涉相干图构成的差分相干图的相干值均值,验证方法的可行性和有效性。     

利用差分滤波进行多基线InSAR相位解缠

将差分滤波思想引入到多基线InSAR相位解缠中,以较短基线干涉图解缠结果指导较长基线干涉图的相位解缠,从而扩展相位解缠的非模糊区间,解决较长基线干涉图中欠采样区域的相位解缠难题。利用由SRTM DEM和SIR-C/X-SAR干涉数据获取的DEM进行实验,得到了满意的相位解缠结果。     

InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究

介绍了应用InSAR技术监测矿区地表沉降以及地下开采活动的原理;利用重轨差分InSAR技术获得了峰峰矿区地表ENVISAT和JERS 1的雷达形变干涉相位图;分析了在矿区地表沉降过程中ENVISATC波段和JERS 1 L波段形变干涉相位图的相干特性、相位特性以及干涉测量技术在矿区地表沉降监测中应用的可行性和局限性。实验结果表明,利用C波段和L波段雷达数据可以实施对矿区地表沉降的监测,但是C波段雷达受到空间干涉基线的限制更加严格,如果要实现对矿区地表沉降的监测,需要充分利用每个卫星回访时期的雷达数据,建立长时序的星载雷达形变干涉相位图序列,才能较好地实现矿区地表沉降监测。     

相位补偿SAR差分干涉提取山区DEM算法及精度分析

首先,将去平干涉相位和外部DEM模拟的地形相位作差分,以降低干涉图的条纹率。然后,采用模拟的地形相位对差分干涉图的解缠相位进行补偿得到去平干涉图的解缠相位,并用此相位进行基线精化和高程提取。实验结果表明,该算法可得到高程精度更高的山区DEM。与常规干涉算法相比,它不仅可改善解缠精度,还可得到更加真实且相干性明显改善的相干图,减少因相干性低于解缠时设定的相干性阈值而产生的高程空洞区。相比于＂高程补偿＂算法,其可更有效地削弱残余系统相位以及解缠和外部DEM引入的随机相位误差的影响。     

共享内存环境下的分块最小不连续相位解缠算法

提出了一种共享内存环境下的分块最小不连续相位解缠方法。首先,利用多核协同计算整块相位质量图;然后,将干涉图和相位质量图分割为规则小块,采用质量引导与最小不连续相合成的方法同时对子块干涉图进行相位解缠;最后,主线程在不同解缠相位块以及位于边界的低质量区域上再次进行最小不连续优化,获取最终合并后的解缠结果。仿真和真实干涉相位图的分块解缠实验结果表明,所提算法在保持解缠精度的同时,加速比分别达到3.98和2.26。     

一种改进的多基线相位展开方法

针对最大似然估计的多基线InSAR相位解缠算法对噪声比较敏感且难以解缠低信噪比干涉图的缺点,该文提出一种多基线迭代与最大似然估计相结合的多基线相位展开方法。首先利用多基线迭代法得到最长基线干涉图粗略的干涉相位;然后在以此粗略相位为中心的相位区间里,利用多基线最大似然估计得到最长基线干涉图的干涉相位精确估计值。该文采用仿真的金字塔场景、多山场景以及城市场景干涉图进行相位解缠实验。实验表明,该方法的相位展开精度比多基线迭代法和最大似然估计法都有了不同程度的提高。     

干涉SAR相位解缠中的枝切策略分析

二维相位解缠是合成孔径雷达干涉测量数据处理中的关键步骤和难点,通过对现有相位枝切解缠算法的枝切连接策略进行分析,并结合最小生成树的原理,提出了一种最优最小生成树相位解缠的方法,很大程度地减少了以往方法中造成地枝切线过多、过长、闭合等弊病的发生,阻止了由于枝切线设置错误所引起的误差传播,既保持了枝切法速度快的特点,又优化了算法。通过几种方案的对比实验,说明该方法能提高相位解缠精度。     

时空三维相位解缠算法改进研究

三维相位解缠是时序干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术的关键环节之一，解缠结果直接影响时序InSAR地面沉降监测的精度。针对地面沉降严重、地形坡度变化较大的区域，因相位欠采样引起的整周期解缠误差问题，提出了一种基于频域置信度的加权最小二乘相位解缠算法，并以此替代时空三维相位解缠中空间维以相位梯度为权重的加权最小二乘相位解缠算法。通过提高相位坡度变化估计的准确性，进而提高时空三维相位解缠的精度和稳定性。以北京地区地面沉降监测为例进行了验证，结果表明，与经典的时空三维相位解缠算法相比，改进算法得到的沉降监测结果精度更高，特别是对于坡度变化较大、失相干现象明显的沉降漏斗区，其沉降监测精度有明显改善。     

GPS控制点辅助InSAR相位解缠算法研究

利用GPS控制点辅助合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）进行相位解缠能提高InSAR相位解缠的精度。首先提出了一种以多个GPS控制点为解缠起算点的多解缠起算点枝切线相位解缠算法;然后,针对上述算法仍可能存在解缠孤岛,且无法得到残差点解缠值、无法保证整周未知数的整周特性的问题,提出了结合上述算法和基于马尔柯夫随机场的GPS辅助InSAR相位解缠算法的综合算法。实验结果表明,综合算法结合了多解缠起算点枝切线相位解缠算法和基于马尔柯夫随机场的GPS辅助InSAR相位解缠算法的优势,解缠精度高、解缠范围大。     

基于修正嵌入式容积卡尔曼滤波的相位展开算法

针对干涉图展开问题,将Levenberg-Marquardt方法修正后的嵌入式容积卡尔曼滤波器应用于缠绕相位图像的展开中,结合基于修正矩阵束模型的局部相位梯度估计算法以及量化跟踪策略,提出一种基于修正嵌入式容积卡尔曼滤波的相位展开算法。该算法不仅可以精确和快速地展开缠绕像元,还可以在展开缠绕像元的同时抑制相位噪声,降低前置预滤波器的难度与复杂度,甚至可以在处理受噪声污染不严重的干涉图时免去前置预滤波处理步骤。试验结果表明本文算法具有较高的效率和良好的稳键性。     

集群环境下的复合最小不连续相位解缠算法

提出了一种集群环境下的复合最小不连续相位解缠算法。首先主线程根据计算资源数将原始缠绕相位分为规则小块，并将未解缠相位块发送至空闲计算节点进行解缠。单块缠绕相位图解缠时，先计算相位质量图，并将缠绕相位分为高低质量区域，然后采用质量引导与最小不连续相结合的复合相位解缠策略进行解缠，最后将解缠结果和区域分割结果发送回主线程。完成所有分块缠绕相位解缠后，主线程在不同解缠相位块边界及其与边界相邻的低质量区域进行最小不连续优化来获取最终的解缠相位。通过集群环境下的并行相位解缠试验，验证了所提算法的正确性和高效性。     

基于不规则网络下网络流算法的相位解缠方法

相位解缠作为SAR干涉测量数据处理中的一个关键步骤,受到越来越广泛的关注,出现了各种各样的算法。但现有的相位解缠算法仍无法解决高噪声问题,由此导致噪声区域的误差传递到其它区域,产生全程误差,从而影响相位解缠精度。针对这种情况,我们根据网络优化原理,提出了一种基于不规则网络下网络流算法的解缠方法,以干涉相干作为评价相位质量的标准,从含有大量噪声的干涉纹图中剔除低质量的相位,只对高质量相位进行处理,最终获取有用信息。该方法可以避免低质量区域的误差对高质量区域解缠的影响,保证高质量区域的相位解缠,从而获得较理想的解缠结果。