D-InSAR技術(shù)提取形變信息的關(guān)鍵算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（synthetic aperture radar，SAR）發(fā)明于20世紀(jì)50年代。由于其具有全天時(shí)和全天候成像、穿越云雨的能力，越來越多地被用于軍事和民用領(lǐng)域。其中一個(gè)重要的應(yīng)用方向?yàn)樾巫冃畔⒌奶崛?。合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量（Differential Interferometric SAR，D-InSAR）技術(shù)就是通過獲取相位信息提取地表形變信息的一門技術(shù)。近些年來，D-InSAR以其具有全天時(shí)、全天候以及快速、高精度的對(duì)

2、地測(cè)量能力成為形變監(jiān)測(cè)領(lǐng)域廣泛關(guān)注的新技術(shù)。D-InSAR的形變信息提取可以應(yīng)用于地震、城市地表沉降、地鐵沉降以及冰川漂移等領(lǐng)域。
　　本文對(duì)D-InSAR技術(shù)提取形變信息的基礎(chǔ)理論關(guān)鍵算法做了深入研究。首先，系統(tǒng)的分析和總結(jié)了 D-InSAR的應(yīng)用情況及其研究現(xiàn)狀，對(duì) InSAR和 D-InSAR的基本理論作出總結(jié)。同時(shí)，分析了D-InSAR技術(shù)提取形變信息的處理流程及主要的誤差來源。其次，分別對(duì)D-InSAR處理過程中的去平地

3、效應(yīng)、相位解纏、高程信息提取和形變信息提取做了深入分析研究。第一，平地效應(yīng)算法。研究了當(dāng)前去平地效應(yīng)的三種算法，即基于軌道參數(shù)的平地效應(yīng)消除法、頻移法和基于粗精度DEM數(shù)據(jù)的平地效應(yīng)消除法。進(jìn)一步，結(jié)合實(shí)驗(yàn)給出了基于頻移法去平地效應(yīng)的具體步驟。第二，相位解纏。分析了當(dāng)前D-InSAR處理中相位解纏的現(xiàn)有兩大類算法，即路徑跟蹤法和最小范數(shù)法。本文改進(jìn)的方法屬于路徑跟蹤法的一種：提出了一種基于堆排序的新型質(zhì)量圖來引導(dǎo)相位解纏的方法。該方法考

4、慮了空間噪聲對(duì)于質(zhì)量圖方位向和距離向的貢獻(xiàn)權(quán)重的不同，提出了利用加權(quán)方法消除距離向和方位向的誤差，形成新的質(zhì)量圖，并引導(dǎo)相位解纏。同時(shí)，針對(duì)質(zhì)量圖引導(dǎo)相位解纏方法計(jì)算復(fù)雜和解纏速度慢的缺陷，采用計(jì)算機(jī)科學(xué)中的最大堆排序方法，減少質(zhì)量圖的排序時(shí)間。通過實(shí)驗(yàn)證明，這種優(yōu)化方法不僅效率高，而且穩(wěn)定。第三，高程信息提取及形變信息提取算法。文章針對(duì)DEM幾何重建模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并通過具體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種模型的可行性。在形變信息提取算法模塊，加入了形變