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干涉合成孔径雷达是一种获取高精度DEM的重要技术,是对单频SAR技术的重要扩展,能够全天时、全天候、大范围地获取高精度地形数据,在地图绘制、冰川研究、地震研究以及森林制图等许多领域有重要的作用。多频干涉SAR是能够有效解决传统干涉SAR因为载频单一,无法充分利用不同频率优势的缺点,是在单频率干涉SAR技术基础上发展起来的新技术。在信号处理过程中,传统单频率干涉SAR必须进行复杂的相位解缠过程,而多频率干涉SAR可以充分利用不同频率的观测和相位解缠优势,避开相位解缠直接恢复高程,与此同时,多频率干涉SAR能够解决高程层叠问题和阴影效应。论文的主要工作和创新点如下: 1)介绍了干涉SAR系统测高原理;分析推导了干涉SAR相位信号的特点,干涉SAR相位统计特点是相位滤波与多频率干涉SAR高程反演的理论基础;分析了干涉SAR去相干因素,这对于分析干涉SAR测量误差产生的原因和大小具有一定的指导意义;基于ERS系统观测得到的格林兰岛图像,详细介绍了干涉SAR数据处理的整个流程,并对成像算法中的关键技术进行了描述。 2)介绍了多频干涉SAR技术进行高程测量的原理,建立了多频率干涉SAR系统仿真模型,包括多频率干涉SAR系统仿真模型、相位噪声仿真模型以及相干系数仿真模型,并基于该模型设计了模拟城市地形的多频干涉SAR仿真数据和基于美国Isolation Peak国家公园的实际地形设计了的多频率干涉SAR仿真数据。 3)深入研究了基于最大似然估计多频率干涉SAR相位解缠方法、基于中国余数定理的多频率干涉SAR相位解缠算法和基于聚类分析的多频率干涉SAR相位解缠算法,分析了两种算法的优势和不足,并通过第三章设计的仿真数据和机载多频干涉SAR实测数据进行了算法仿真。 4)提出了基于聚类分析的多频率InSAR相位解缠改进算法。提出将聚类分析和区域扩展相结合进行相位解缠绕。该方法首先利用边缘提取算子,获得干涉相位图中由于相位跳变导致的边缘曲线,利用聚类分析算法对边缘曲线进行相位解缠绕,将解缠曲线作为区域扩展的种子像素,进行区域扩展相位解缠。然后通过仿真数据和机载多频干涉SAR实测数据对算法性能进行分析和验证,并和基于最大似然估计多频率干涉SAR相位解缠方法、基于中国余数定理的多频率干涉SAR相位解缠算法和基于聚类分析的多频率干涉SAR相位解缠算法进行了比较。