多基线GBInSAR提取高程方法研究

• 作 者: 刘俊男
• 出 处: 中国地质大学(北京)
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 地基干涉雷达 多基线 高程 虚拟基线 ICA

目前获取局部地区高程的手段主要有人工测量方法、摄影测量方法、激光点云测量方法。随着新的测量设备的出现和发展,传统方法已不能满足生产的需要,都有一定的局限性。人工测量方法效率低,点密度小;摄影测量方法成本高,易受航空管制的影响;三维激光点云方法成本高,探测距离较短。地基干涉雷达设备是这些年一种新出现的测量设备,主要通过构造垂直基线,使用干涉测量手段获取高程;具有全天时、全天候、高分辨率、探测距离较远的特点。目前,国内地基干涉雷达设备的研究尚处于起步阶段,使用地基干涉雷达设备提取高程的研究工作较少,本文对地基干涉雷达提取高程方法进行研究是非常有意义的。本文的主要研究工作如下:(1)构建了地基干涉雷达获取高程的一般模型,并对该模型进行误差分析;同时,对基线垂直情况下提取高程模型进行了推导以及误差分析,得出高程误差主要受基线,相位,距离的影响的结论。(2)对三维激光点云坐标转换到地基干涉雷达极坐标进行了研究,使点云数据可以在公共点较少的情况下进行坐标转换,从而用于验证地基雷达设备提取高程的精度。(3)对单基线方法提取高程进行了实验研究,验证了地基干涉雷达设备获取高程的可行性,同时,对实验精度进行分析,指出了单基线方法中存在长基线解缠困难和相位中存在误差相位的问题。(4)提出了多基线方法,改进单基线方法中的不足。针对长基线解缠较为困难的情况,使用虚拟基线方法降低了高程误差的影响,提高了获取高程的精度。虚拟基线方法获取的高程精度可以达到3.8m。针对相位中除地形相位外还包含有其他相位,引入了独立分量的思想,使用独立分量(ICA)方法提取地形相位,提高了高程的精度。独立分量方法在15cm基线情况下,提取高程的精度可达到4m,证明了独立分量思想的可行性和有效性。