论文部分内容阅读
分布式卫星SAR是当前SAR发展的一个重要方向之一,而干涉测高获取高精度全球DEM是分布式卫星SAR系统的一个主要应用方向。对于分布式SAR系统干涉测高应用来说,干涉定标是保证和提高分布式卫星SAR干涉测高精度的关键技术之一。本论文针对这种实际应用需求对分布式卫星SAR干涉定标方法进行了系统深入的研究,建立了分布式卫星SAR干涉测高模型,并对分布式卫星SAR系统误差及其特性进行了详细分析,进而提出了分布式卫星SAR干涉定标策略及其干涉定标方法。主要内容包括:
(1)针对现有的分布式卫星SAR干涉测高模型存在的平面波模型假设等缺陷,在InSAR三维重建算法基础之上结合分布式卫星SAR干涉测高原理和空间几何关系建立了一利-基于视向量正交分解的精确的分布式卫星SAR干涉测高模型。该模型未采用任何近似,且具有显式的解析形式解,便于对高程重建精度进行分析。基于该模型推导了分布式卫星SAR干涉敏感度方程,并对分布式卫星SAR干涉测高精度进行了分析。
(2)通过建立分布式卫星SAR星上测量基线到实际干涉测高基线转换模型对分布式卫星SAR基线误差源进行了详细分析,并通过建立天线模型定量分析了阵元位置误差对天线相位中心的影响,同时,对干涉相位误差源进行了详细分析,并基于天线模型定量分析了阵元位置误差导致的天线远场相位误差及其特性。根据误差特性对基线和干涉相位误差进行了分类和建模并对系统误差影响下高程误差特性进行了详细分析进而提出了分布式卫星SAR干涉定标策略。
(3)对传统基于敏感度方程的基线固定偏差定标方法缺陷进行了分析并通过对该方法进行改进提出了一种基于点目标相位差分敏感度方程的基线固定偏差定标方法；然后针对基于敏感度方程的基线固定偏差定标方法中存在的敏感度方程组求解的病态性问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)的基线固定偏差定标方法,并基于仿真试验数据对两种方法进行了分析和验证。
(4)针对分布式卫星SAR时变基线和系统误差时变特性引起的高程时变误差问题,结合前人研究成果提出了两种高程时变误差校正方法——基于高程误差模型的分布式卫星SAR高程时变误差校正方法和基于参量敏感度方程的分布式卫星SAR高程时变误差校正方法,并给出了两种方法的理论模型、方法原理及算法流程。选取高精度的CP连接点是高程时变误差校正方法的关键,根据CP点作用并结合高程误差特性分析,提出了基于多项式拟合的CP连接点筛选原则,并基于实际机载InSAR数据对CP筛选原则进行了验证。最后通过仿真分析了平地和复杂地形下不同GCP个数和布设方式的高程时变误差校正结果,结果表明本文提出的分布式卫星SAR高程时变误差校正方法是有效的,合理可行的。