卡尔曼滤波相位解缠及其与其他方法的对比分析

一般相位解缠算法通常在相位解缠前首先需要借助滤波算法进行噪声消除,随后才能相位解缠,以保证解缠的质量和顺利实施。卡尔曼滤波将相位解缠问题转化为状态估计问题,实现相位解缠与噪声消除一并处理,简化了数据处理过程。利用真实干涉SAR数据进行实验,采用卡尔曼滤波相位解缠算法进行处理,并与其他几种较常用相位解缠算法的结果从目视和定量两方面进行比较和分析。验证了卡尔曼滤波相位解缠方法在滤波和解缠效果方面的有效性和可行性,可以获得较为可靠的解缠结果。     

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。     

三维激光扫描数据辅助 GBInSAR 相位解缠方法研究

受到周边环境、噪声等因素的影响,GBInSAR影像的干涉相位常出现解缠失真的现象。针对传统解缠算法的不足,利用三维激光扫描数据辅助网络规划解缠算法的方法,对GBInSAR影像数据进行解缠,并结合斜坡实例数据对其进行验证,最终通过评价指标对其解缠结果进行定量分析。结果表明,三维激光扫描数据辅助网络规划解缠算法可以降低不连续点数目和ε值,较好地提高GBInSAR的解缠精度,为GBInSAR的推广应用提供参考。     

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。     

利用最小二乘的雷达干涉PS相位解缠方法

常规DInSAR技术中,时空失相关及大气延迟等因素的影响限制了相位解缠结果的精度。永久散射体(PS)InSAR方法间接克服了常规雷达干涉中的时空失相关问题,单独对PS这种高相干目标进行相位解缠可以避免失相关噪声对解缠结果的影响。本文在已有相位解缠方法的基础上,提出基于最小二乘的稀疏PS点相位解缠方法,陈述了相应的建模思想及相关数据处理方法;分别基于模拟数据和真实数据(日本ALOS卫星获取的PALSAR L波段数据)对所提方法进行了实验验证。结果表明,该方法能够有效地对PS数据集进行相位解缠。     

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.     

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。     

最大似然估计的改进多基线InSAR解缠算法

多基线InSAR相位解缠算法能够突破相位欠采样及相位连续性假设的问题,可获得比单基线更为精确的解缠结果,但现有的多基线相位解缠算法存在噪声鲁棒性差或运行时间长的缺点。为提升精度减少运行时间,该文提出了结合最大似然估计算法与扩展卡尔曼滤波算法的多基线相位解缠算法。该算法首先对基于最大似然估计算法重建的预估地形高程进行误差点判断,之后利用扩展卡尔曼滤波的方法对误差点高程进行重建,获得最终估计的地形高程。为验证算法的适用性,采用模拟数据和实测数据进行实验处理,以归一化均方根误差和算法运行时间作为评价指标,将此算法与最长单基线最小费用流解缠算法、最大似然估计多基线解缠算法和最大后验估计多基线解缠算法进行比较,实验结果表明该方法精度较高、运行时间较短。     

质量图引导的相位解缠在不同地形的对比分析

质量图引导的相位解缠算法是一种路径跟踪的算法,本文在三种经典相位质量图分析基础上,分别应用不同质量图引导的相位解缠算法对陡峭地形和平坦地形条件下的InSAR数据进行相位解缠实验,实验结果表明,对于地形陡峭的数据选取相位导数方差得到的结果最可靠,而地形平坦数据选取伪相干系数图能够得到较为精确的结果.     

基于边界探测的InSAR最小二乘整周相位解缠方法

为解决最小二乘相位解缠方法一直存在收敛性差和非整周性相位解算问题,提出基于解缠边界探测并搜索整周相位值的解缠方法,采用最小二乘次优解与最优解的阈值判别准则,预测解缠趋势并逐步推进相位解缠边界,并在解缠迭代计算中附加相位搜索增量以提取相位整周值。试验分别基于噪声干扰的模拟图和香港、深圳地区的ERS-1/2卫星SAR影像干涉图,采用边界探测算法进行相位解缠计算,试验结果表明,本文解缠方法对附加强噪声的模拟干涉图能正确解缠出99.5%的相位值,真实SAR影像干涉图的解缠精度达到±0.12rad。     

密集残差点区域的解缠算法

针对其他路径跟踪相位解缠算法对密集残差点的干涉图像解缠的不足,提出适用于残差点不同分布的两种路径跟踪相位解缠算法:区域分片连接法和中心扩展搜索法.这两种方法能有效地避免过长的枝切线和残差点的多次连接,既提高了解缠精度,又保留了路径跟踪法在运算速度上的优势.将上述方法应用于ENVISAT-ASAR图像,结果证明了本文方法是一种有效的InSAR处理方法.     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)关键技术研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近二十年来迅速发展起来的空间对地观测新技术。简述InSAR干涉处理过程的基础上,重点介绍并分析了其关键技术SAR图像配准和相位解缠的常用算法,并对由ERS1/2得到的两幅复杂SAR图像为实验对象,综合使用图像配准和相位解缠的经典算法对SAR图像配准生成干涉图,对干涉图相位解缠。最后简要介绍国内外InSAR技术发展方面的现状及发展趋势。     

基于GAMMA软件的InSAR数据相位解缠分析比较

以ERS影像和COSMO-SkyMed影像两种具有不同代表性的数据为例,着重介绍了GAMMA软件ISP模块中的InSAR数据相位解缠处理过程。通过实验分析得出,对于相干性较好的平原地区,枝切线区域生长法和最小费用流算法解缠结果一致,对于相干性较差的高山地区,两种方法都需分次解缠,但枝切线区域生长法对于相干性要求更高,且枝切线区域生长法的计算效率总是优于最小费用流算法。     

Optimum Data Vector Approach to Multibaseline SAR Interferometry Phase Unwrapping

Phase unwrapping is a key problem not only in all quantitative applications of synthetic aperture radar (SAR) interferometry but also in other fields. In this letter, a new phase unwrapping approach is investigated. Our study is based on the model of the optimum data vector. In order to autocoregister the SAR images, the proposed method takes advantage of the multibaseline optimal weighted joint data vector by extracting all the coherence information available in the neighboring pixels. Moreover, the method employs the projection of the joint signal subspace onto the corresponding noise subspace to estimate the unwrapped interferometric phases (or the terrain heights). The proposed method can accurately determine the dimensions of the noise subspace and provide the robust unwrapped interferometric phases even in the presence of the large image coregistration errors. Moreover, the multibaseline processing idea is a combination of data optimization, image coregistration, interferogram filtering, and phase unwrapping.     

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。     

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。