共享内存环境下的并行质量引导相位解缠

提出了一种共享内存环境下的并行质量引导相位解缠算法。首先,分析了相邻相位点质量值计算的内在关系,采用行、列数组保存中间结果消除梯度的重复计算;然后,按行进行计算任务分配,简化相邻窗口内的行、列均值计算;最后,通过OpenMP指令实现计算任务分配,完成质量图的并行计算。对于质量引导过程内在的并行性进行了分析,但受限于重复的线程启动和退出时间开销,难以体现速度优势。对合成孔径雷达干涉（synthetic aperture radar interferometry,InSAR）和干涉合成孔径声纳（interferometric synthetic aperture sonar,INSAS）干涉相位图进行解缠实验,结果表明,所提方法提高了相位解缠效率,为在实时条件下进一步提高相位解缠精度奠定了基础。     

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。     

共享内存环境下的大块干涉相位图解缠算法

针对大块干涉相位图解缠效率低的问题,提出了一种共享内存环境下的大块干涉相位图解缠方法。利用质量引导和最小不连续优化策略设计了复合相位解缠算法,并在共享内存环境下对算法中的质量图计算、高低质量区域分割和低质量区域优化3个步骤进行了并行化。为充分利用多核计算资源,针对低质量区域的并行优化,设计了动态计算任务分配方法。对仿真和干涉合成孔径雷达相位图的解缠试验结果表明,所提算法在提高相位解缠精度的同时,也极大地优化了相位解缠效率。     

一种联合估计形变和大气误差的改进LiCSBAS方法

多时相InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术以其大范围、高时空分辨率、可以获取毫米级甚至亚毫米级形变信号等特点,被广泛应用于大范围地表沉降监测。针对目前时序分析在获取研究区影像和数据预处理上耗时量大的问题,利用LiCSAR(looking inside the continents from space with synthetic aperture radar)产品,采用时序分析新方法 LiCSBAS提高了解算效率。该方法采用整体干涉对质量检验和相位环闭合差,探测二维相位解缠存在的解缠误差,剔除相干性较低的干涉对和大误差像元。为了减弱大气误差的影响,利用通用型大气改正在线服务产品进行大气误差改正,并在此基础上提出了一种形变参数和大气相位联合估计方法。以成都平原地区和西部山区为例,获取2016—2020年共90景影像进行时序分析新方法实验研究。结果表明：（1）提出的联合估计算法在地形起伏明显地区可以有效地抑制大气误差的影响,同时在大气效应不明显的地区也不会错估而引入相位误差;（2）监测的大部分区域表现较为稳定,年际沉降形变速率...     

InSAR相位解缠算法的分析评价

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）数据处理过程中的关键步骤,相位解缠算法的选取关系到InSAR最终成果数字方程模型（DEM）或者形变量的精度。介绍了相位解缠的基本原理,利用基于路径跟踪、最小范数和网络流思想的8种解缠算法对加拿大魁北克地区合成孔径雷达（SAR）干涉图进行相位解缠,通过不同的评价指标对解缠结果进行了评价比较。实验结果表明：Flynn最小不连续法、最小Lp范数法和Snaphu网络流法具有较好的稳定性和适应性。     

国产高分三号卫星干涉测量试验

主要利用国产高分三号(GF-3)卫星数据通过合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术提取试验区域数字高程模型(digital elevation model,DEM).首先介绍了GF-3卫星及其主要成像模式;然后介绍了InSAR数据处理过程及其关键技术,包括基线估计、影像配准、相位解缠等,并介绍其典型算法;最后利用GF-3试验数据提取DEM并对其进行精度评价.试验验证了目前国产SAR(synthetic aperture radar)卫星在干涉成像、干涉测量方面的能力.     

一种分区域的复合相位解缠算法

提出了一种分区域的复合相位解缠算法。首先根据相位质量图将缠绕相位分成高、低质量区域,并采用质量引导算法求解初始解缠相位。然后采用区域生长法识别出所有的低质量区域,每个低质量区域信息单独存储。最后依次对每个低质量区域进行最小不连续优化,获取最终的解缠相位。对InSAR干涉相位图的解缠试验结果表明,该方法计算效率较最小不连续性算法高一个量级,而计算精度优于质量引导算法,在两者之间取得了很好的平衡。     

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。     

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。     

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。     

一种容积信息滤波局部迭代相位解缠方法

本文针对低信噪比干涉图相位解缠难题,提出了一种容积信息滤波局部迭代相位解缠方法。先采用基于修正矩阵束模型的局部相位梯度估计算法获取待解缠像元局部窗口相位梯度信息,通过引入堆排序的质量图指引相位解缠路径,再利用容积信息滤波算法在待解缠像元局部窗口内逐像元递推进行一维状态估计,直至遍历局部窗口内所有相邻像元,即可获得待解缠像元的状态估计,在保持解缠效率的同时提高了相位解缠精度。模拟和实测数据结果证明了本文算法的有效性。     

最小生成树相位解缠中冗余去除算法

目前，相位解缠的方法中以Goldstein提出的枝切法最为经典，它通过枝切线将残差点相互连接使得残差点电荷中和，在相位展开处理的积分中，积分路径不能穿过分支，从而限制误差的传播。但是由于枝切线连接策略的不合理，往往造成连成的枝切线过多、过长，甚至多条枝切线形成闭合区域，造成不能解缠的“死区”，特别是在残差点较多的情况，这种现象更为严重。本文在最小生成树原理的基础上，提出的枝切线冗余去除算法能简单、准确地去除枝切树中的冗余，并保证了相位解缠具有最好的效果。     

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。     

地形坡度对干涉相位残余点发布的影响

相位解缠是干涉雷达生成ＤＥＭ的重要步骤之一。干涉相位中的残余点使相位解缠变得复杂。本文研究了残余点产生机理,建立了残余点发生概率的解析表达式。结果表明,在噪声存在的条件下,残余点产生不仅与两幅图像之间的相关系数有关,而且受地形坡度的影响。理论分析与模拟实验表明,地形变化愈大,残余点分布加密     

一种稳健的干涉相位解模糊新方法

相位解模糊是影响雷达干涉测量技术应用的一个瓶颈问题，本文提出了采用质量图区域生长对干涉低相干区进行屏蔽并对屏蔽区相位采用移动曲面拟合的干涉图解模糊方法。通过对由多种不同雷达干涉数据获取的干涉图进行解模糊处理，验证了该方法的稳健性和可靠性。