论文部分内容阅读
干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)是获取数字高程图(Digital Elevation Model,DEM)的一种有效技术手段,它具有快速、高精度、全天时、全天候等突出优点,因而在地球科学、遥感测绘等诸多领域有着十分广泛的应用。星载双天线InSAR可以在短时间内获取全球DEM,无论是对于军用或民用都有着重大意义。通常在太空环境中运行的双天线InSAR系统,由于卫星姿态变化以及天线杆受重力及热形变等因素的影响,干涉基线矢量存在着缓慢的变化,这种慢变化的积累会导致DEM误差。本文通过对基线矢量慢变化机理的分析和建模、基于海洋的基线矢量定标可行性及海洋涌浪对干涉相位的影响等方面的分析研究,提出了基于海洋的星载双天线InSAR基线矢量慢变化定标方法。
本文在分析星载双天线InSAR基线矢量变化影响机理的基础上,建立了基线矢量变化的影响分析模型,研究表明,基线矢量变化的影响主要表现在引入了干涉相位误差。根据对基线矢量慢变化机理的分析,本文对基线矢量采用了正弦震荡的慢变模型,并分析了其对干涉相位的影响。
由于海洋涌浪的影响会引起速度聚束效应,从而导致干涉相位的非线性变化。本文通过分析海洋涌浪影响下干涉相位的理论与数值模型,获取了涌浪影响的非线性参数,并通过仿真分析提出了降低这种非线性影响时海洋涌浪的限制条件。
通过对基线矢量慢变化及海洋涌浪影响的分析,建立了涌浪影响下基线矢量的定标模型,并提出了基于海洋星载双天线InSAR基线矢量慢变化的定标方法及算法流程。相对于传统InSAR定标方法,本方法考虑了地球曲率及海洋涌浪的影响。在敏感度方程求解过程中,由于敏感度矩阵的病态性以及海洋高程受涌浪及各种海洋随机误差等因素影响,使得传统的广义逆Moore-penrose方法在求解时误差较大,本文采用LSQR迭代方法提高了求解敏感度方程的鲁棒性,最后通过仿真验证了利用海洋对基线矢量慢变化定标的有效性。