关于雷达影像干涉测量的若干理论问题

就雷达影像干涉测量的若干理论问题进行了讨论,提出了一种高程解算数学模型,该模型基于相邻两点对于同一天线的相位差,以精确可靠的控制点为出发点,可以不必须及基线估计;提出了将控制点影像坐标与卫星位置参量按成像方程进行平差,以保证相位解缠和高程解算对控制点和卫星位置精度的要求,指出了在此基础上的基线估计方法。     

GPS载波相位平滑伪距精度分析与应用探讨

分析了载波相位平滑伪距在动态短基线解算、精密单点定位、动态长基线解算的精度,提出了载波相位平滑伪距在多种高精度定位中的应用。     

小波变换阈值去噪法在GPS数据处理中的应用

在介绍小波变换阈值去噪法的特性及其有点的基础上,结合武汉某大学教学楼GPS变形监测数据,首先使用不同的小波函数及阈值策略分别对GPS观测数据的非差、单差相位观测值和伪距观测值进行阈值去噪处理,然后分别使用Bernese高精度数据处理和Trimble TG0软件对消噪前后的单差相位观测值、非差相位观测值和伪距观测值进行基线解算。最后,比较消噪前后基线解算结果,分析不同小波函数和阂值策略对基线解算精度的影响,探讨小波变换阅值去噪的合理方法。     

基于等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算方法

进行独立参数化时,GNSS观测方程的双差、单差与非差观测方程理论上是等价的。利用按高度角定权的模型以及不同测站跟踪不同数量卫星的等价观测方程,实现基于简化等价观测方程的GPS/GLONASS组合多基线解算,包括多基线模糊度的固定、基线向量的解算与精度分析,并用多个测站的GPS/GLONASS同步实测载波相位和码伪距观测数据完成多基线解算分析。计算结果表明,由于多个测站的同时作用导致几何强度增强,降低模糊度间的相关性,有利于模糊度的快速解算;同时简化等价观测方程,提高法方程的形成速度,解算的基线精度也优于单基线解算模式。     

顾及天线相位中心改正基线解算技术的应用研究

通过对顾及天线相位中心改正的基线解算技术的研究,开发了GNSS系统接收机天线相位中心改正软件,并应用于高精度GPS施工控制测量中,提高了基线解算精度。     

改进的最小二乘模型在GPS天线相位中心检测中的应用

本文介绍了研究天线相位中心变化的一般方法即最小二乘法,并在此基础上研究提出了一种新的最小二乘法的改正模型,最后通过野外超短基线实验对两种GPS的天线相位中心偏差进行了研究,并用改进模型进行了验证,得到了准确的检测效果。通过对最小二乘法的改进,在一定的观测时段下,对三种组合分别进行独立基线结算,并且在解算时用双差观测值进行计算,其计算结果精度相对较高。     

GPS双天线定向系统及优化模糊度搜索算法

研究了GPS载波相位双差测量方向的原理和应用最小二乘法解算基线矢量的方法;提出了快速解算整周模糊度的优化算法.实验表明,采用基线长度作为约束条件,应用GPS双天线测量方向的原理和搜索模糊度优化算法正确,其定向精度达0.12°,解算时间小于0.3s.     

单基线载波相位双差定位、位置差分和单点定位的精度分析

GPS测量数据处理的经典方法中,载波相位双差是目前精度最高的处理方法,掌握GPS载波相位双差算法,是获得高精度成果的基本条件。论述载波相位双差定位的原理,并用实例来进行双差解算,与位置差分、单点定位结果相对比分析载波相位差分的结果,最后阐述双差中应该注意的几个问题。     

一种机载双天线InSAR干涉参数定标新方法

干涉参数定标对于机载双天线InSAR系统的大面积高精度数字高程模型获取具有重要意义。为了高效地进行干涉参数定标,从双天线InSAR获取DEM的基本原理出发,构建一种考虑干涉相位偏置、基线长度和基线水平角三个参数的定标新模型,设计该定标模型的未知参数解算方案。利用GPS实测的高程控制点对中国科学院电子学研究所自主研制的机载双天线InSAR系统进行了干涉参数定标实验,统计利用定标后干涉参数反演地面高程的误差,验证该干涉参数定标模型及解算方案。     

几种周跳探测方法的研究分析

周跳是影响基线解算精度的一个重要因素。从周跳探测方法的基本原理出发,利用实测数据详细研究分析高次差法、相位减伪距法和电离层参差法3种周跳探测方法的特点。分析结果表明,电离层残差法适合小周跳的探测,相位减伪距法和高次差法适合大周跳探测,且前者探测效果更佳;为更好地完成周跳探测需将多种方法组合使用。研究结果有助于提高GPS基线解算精度,便于进行相应软件开发。     

利用地面控制点相位残差定权方法减弱InSAR轨道误差相位

两次SAR图像成像时卫星位置的差异导致即使在平坦地区InSAR干涉图上也会有参考面相位存在。由于定轨精度有限，InSAR数据处理过程中需去除轨道误差相位。目前常用的去除轨道误差的方法为基于轨道状态矢量计算出初始基线，再根据地面控制点信息，利用最小二乘算法得到精密基线；或将初始基线对应的参考面相位去除后，再对剩余相位进行快速傅里叶变换或曲面拟合，得到趋势性相位再去除。由于去除参考面相位在去除大气相位和获取形变相位之前，因而基线精密估计的过程中易受到大气相位和形变相位的影响，影响形变解算结果。在实际应用中发现存在干涉图在去除参考面相位后依然有趋势性相位的现象，本文针对此现象考虑大气相位和形变相位影响，提出了利用地面控制点相位残差定权的基线估计方法，提高了估计形变结果的精度，模拟试验和实际应用表明该方法具有一定的有效性和可行性。     

北斗天线电气相位中心偏差检验试验研究

为满足北斗双星定位系统精密定位、定向的工程需要,提出一种北斗天线电气相位中心常值偏差3维检验方法,并建立了相应的数学模型.该方法通过基线旋转、单天线旋转、交换天线,利用载波相位单差、基线长度、天线高差测量信息来估计天线电气相位中心偏差,并且在单天线旋转条件下对不同方向、不同天线间单差观测方程求差,以减少未知参数个数.最后,应用此模型检验一对北斗天线,检验结果表明,在单差均方差为0.005周,基线长度、天线间高差均方差为1 mm的条件下,天线间电气相位中心偏差水平分量的检验精度达0.3 mm.论文所述方法操作简单,适合在野外对北斗天线进行电气相位中心偏差检验.     

基于Kalman滤波的InSAR基线估计方法

针对目前SAR干涉测量中基线估计现存的问题,提出了利用Kalman滤波和配准参数进行基线估计的方法.所提出的方法具有不需地面控制点、不受地形限制和不依赖于轨道参数等优点,并可以估计时变的基线参数.利用南京地区的ERS-1/2 tandem数据进行了试验研究,并对提出的方法进行了验证.结果表明,在精确的卫星轨道数据和地面控制点不能获取时,所提出的方法仍能有效地估计InSAR基线.这在一定程度上补偿了轨道偏移带来的误差,为获取高精度的DEM奠定了基础.     

利用平地干涉相位进行INSAR初始基线估计

INSAR技术是最有潜力获取高精度DEM的手段之一。在其关键技术中,基线估计是影响最终DEM精度的一个关键因素。通常,较小的基线估计误差将会导致获取的DEM中存在较大的斜坡效应。但是,对于境外等难以获取地面控制点的区域,很难精确地估计出基线参数,从而使获取的DEM误差很大。针对这种情况,从INSAR的基本原理入手,提出了一种新的利用平地干涉相位进行初始基线估计的方法。利用1994年美国NASA航天飞机SIR-C/X-SAR数据和中国科学院电子所机载双天线干涉数据进行了实验,结果表明:该方法适用于无控制地区的基线估计,它无需地面控制点,并且估计出的基线参数比较精确。     

影响InSAR测高精度因素的相关性分析

从基线沿水平向分解和沿视线向分解的InSAR基本原理出发，分析讨论了InSAR高度测量的精度，详细给出了分解时的斜距、基线、相位以及高度等量的误差之间互不影响和相互影响下时目标高度精度的影响公式。从公式表迭可以看出，这些量独立时对目标高度精度的影响是不独立时的特殊情况。     

两种SAR数据目标定位的比较

和以前的定位方法相比,距离-多普勒(R—D)定位法因不需要选地面参考点进行定位,在许多遥感应用方面具有独特的优势和重要意义。本文论述了利用卫星星历数据和雷达回波数据的距离-多普勒信息对SAR图像目标定位的原理,并对相对位置定位算法的计算公式进行了推导。通过该定位方法对Radarsat和ERS图像目标进行了定位,详细说明了轨道参数、斜距参数、多普勒参数等获取方法,比较了这两种数据目标定位具体算法和精度的差异。     

使用ERS-1/2干涉测量SAR数据生成DEM

干涉合成孔径雷达（ＩＮＳＡＲ）数据已被证明能生产精确的数据高程模型（ＤＥＭ），我们已开发了从单视ＳＡＲ复影像数据自动生成数字高程模型的新软件，基于ＳＡＲ多视强度影像的最小二乘曩像匹配被用于复影像对的配准，达到很高的配准精度（０．０１～０．０５像元精度）。一种新的计算目标点３维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的方程还被提出，卫星轨道，姿态和基线参数以及相位常数被纳入在方程中并被表示了时间的线性函数，利用至少６个地面控制点能够同时估算这些参数，本文还给出了意大利埃特地区ＥＲＳ－１／２ＳＡＲ数据处理结果。     

利用轨道参数修正的无控制点星载SAR图像几何校正方法

使用距离多普勒模型进行SAR图像几何校正时,卫星轨道误差、系统成像参数误差和DEM高程的误差会影响几何校正精度。本文提出了一种基于轨道参数修正的星载SAR图像几何校正方法。首先利用多项式对卫星轨道进行参数化,然后使用模拟SAR图像与真实SAR图像进行匹配得到控制点来修正轨道参数,最后利用修正后的参数进行几何精校正,从而提高几何校正精度。该方法无需地面控制点,适用于不易于人工测量获取地面控制点地区的SAR图像几何校正,与基于模拟SAR图像匹配并使用多项式改正的几何校正方法相比,本文方法具有更高的精度。使用Radarsat-2图像进行试验,并使用地面实测GPS控制点验证了本方法的有效性。     

对常用大地坐标系间坐标转换方法的评价

常用坐标系间的相互转换对于现代工程应用有着十分重要的意义。实现坐标转换,需要若干公共已知点。然而,实际工程应用中,公共已知点的坐标信息一般难以获取,尤其是点的高程信息。针对该问题,本文利用实际数据,比较分析了在公共点无高程信息时,常用大地坐标系间坐标转换的4种方法（四参数法、多项式拟合法、高程迭代法、改化坐标法）在转换精度和其他方面的优劣。结果表明,4种方法都有着比较高的转换精度,而改化坐标法有着无需分带、单次迭代、仅需3个公共点、精度较高、精度指标一致的综合优势。     

基于低精度DEM的InSAR相位解缠方法

针对干涉图条纹密集,残差点较多,相位解缠困难甚至出现错误的情况,提出了借助低精度DEM降低条纹率,提高相位解缠精度的办法。采用Envisat ASAR数据验证了提出方法的有效性。