| 题名 | 机载双天线干涉SAR定标方法研究 |
| 作者 | 张薇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-31 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 吴一戎 |
| 关键词 | 机载干涉合成孔径雷达 数字高程模型 干涉定标 敏感度 最小条件数 地面控制点 区域定标场 条带联合定标 多路径误差建模 |
| 其他题名 | Airborne Dual-antenna InSAR's Interferometric Calibration Method Research |
| 中文摘要 | 干涉合成孔径雷达(InSAR, Interferometric Synthetic Aperture Radar)主要的应用是获取地面高程信息，而干涉参数误差影响了干涉SAR生成数字高程模型（DEM, Digital Elevation Model）的精度。干涉定标的目的是修正这些干涉参数误差，以生成高精度的数字高程模型。 在基于敏感度矩阵的干涉定标方法中，本文首先研究敏感度矩阵条件数对干涉定标性能的影响，基于敏感度矩阵最小条件数的理论分析，得出提高干涉定标性能的方案。干涉定标的分析首先从建立干涉SAR的DEM模型入手，从视向量正交分解的角度，采用一种视向量正交分解方法，通过载机姿态旋转和地形重建，得到高斯坐标系下表达的DEM。同时电磁波波前采用了球面波模型，提高了DEM精度。在DEM基础上，分析了影响DEM精度的各干涉参数敏感度向量之间的相关性，及分别在XYZ方向的各种参数组合方案的敏感度矩阵的条件数。基于敏感度矩阵最小条件数的理论，提出了干涉定标的参数最优组合方案。 敏感度矩阵的构成还涉及到地面控制点（GCPs，Ground Control Points）的布放问题，本文开展了关于GCPs布放问题的研究工作。利用实际干涉SAR数据，给出了仿真的各种GCPs的布放方案，在敏感度矩阵最小条件数的分析上，得出了满足最小条件数的GCPs距离向等间隔布放方案。但在实际的GCPs野外测量中，受到地形条件的限制，GCPs不一定能满足距离向等间隔布放的条件。在GCPs的获取具有一定的限制和难度的情况下，提出利用具有相等高程特性的区域作为定标场的方法，并采用广义岭估计方法解决了大观测量下的严重病态敏感度方程的参数估值问题，该方法能降低对GCPs的数量及布放条件的限制，增加了干涉定标性能的稳定性。 在利用干涉SAR进行大区域地形测图应用的研究中，针对干涉SAR多条带拼接时出现的条带间重叠区方位及高程数据不一致问题，引入摄影测量学中区域网联合平差和控制点加密思想，利用条带间重叠区连接点作为控制点的方法，减少了对地面控制点的数量需求，降低了野外采集地面控制点的工作量，解决了多条带干涉SAR数据的重叠区不一致问题。 本文开展了针对机载双天线干涉SAR的机身反射多路径误差问题的研究工作。在影响干涉SAR生成高精度DEM的参数偏差中，干涉相位的系统误差也是一个要解决的问题。其中机身反射多路径误差是干涉相位系统误差的主要来源。分析了机身反射多路径产生的几何机理基础上，建立机身反射多点多路径误差模型，根据中国科学院电子学研究所的机载双天线构型，计算反射点可能存在的区域，提出了利用区域范围作为曲线拟合的参数限制条件，解决了参数的收敛问题，提高了曲线拟合的准确性，实验结果证明了该方法能在一定程度上减小干涉相位系统误差，提高获取DEM的精度。 总之，本文从影响干涉SAR生成高精度DEM的各个角度出发，系统地分析了各影响因素，实验选用中国科学院电子学研究所机载双天线X波段干涉SAR数据，并对各误差进行修正，实验结果证明，本文设计的干涉定标算法能有效提高DEM的精度。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 155 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8799]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张薇. 机载双天线干涉SAR定标方法研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
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