本文關(guān)鍵詞：國際空間站載INSAR的DEM數(shù)據(jù)處理方法研究

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【摘要】：國際空間站(ISS)是一座在近地空間功能最完善的太空基地,代表了航天技術(shù)領(lǐng)域的最前沿,充分開發(fā)和利用國際空間站,是一項造福人類的偉大工程。干涉合成孔徑雷達(dá)(INSAR)是一種最具優(yōu)勢的獲取數(shù)字高程模型(DEM)的技術(shù),尤其是航天INSAR,憑借其成像穩(wěn)定、獲取DEM不受國界限制等優(yōu)勢,日益受到全世界的廣泛重視。本文將二者結(jié)合起來,將INSAR雙天線作為外部對地觀測設(shè)備搭載在國際空間站上,克服了現(xiàn)有航天INSAR系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)相干性差、數(shù)據(jù)處理復(fù)雜等缺點,利用簡單的處理方法,得到精度更高的DEM。本文以論證國際空間站搭載交軌INSAR雙天線獲取DEM的可行性為最終目的,首先闡述了INSAR和差分INSAR (DINSAR)的基本原理,分解干涉相位及差分相位,并分析每個分量。并從空間和時間上相干性出發(fā),總結(jié)了INSAR實現(xiàn)的兩個前提條件。其次,分析了國際空間站載INSAR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和天線參數(shù),總結(jié)了其作為INSAR平臺的自身優(yōu)勢。然后,提出了直接仿真產(chǎn)生干涉相位數(shù)據(jù)的方法,極大地降低了運(yùn)算量,提高了仿真的速度,并給出了該數(shù)據(jù)仿真方法嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。闡述了干涉和差分處理的實現(xiàn)步驟,并對相位濾波和解纏步驟采用不同方法的實現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。最后,基于分析得到的系統(tǒng)參數(shù),直接利用已有的DEM來仿真生成INSAR干涉相位數(shù)據(jù),采用處理效果更佳的方法,仿真INSAR處理產(chǎn)生DEM的全過程,并驗證了該結(jié)構(gòu)同樣可以用于差分處理檢測地表形變。參數(shù)分析和仿真結(jié)果表明：本文提出的國際空間站載交軌雙天線INSAR系統(tǒng)是可行的。
【關(guān)鍵詞】：干涉合成孔徑雷達(dá) 國際空間站 數(shù)字高程模型 差分干涉合成孔徑雷達(dá)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P228.5;V476.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 課題的背景和意義7-11
• 1.1.1 數(shù)字高程模型及獲取技術(shù)7-8
• 1.1.2 合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)的發(fā)展概況8-10
• 1.1.3 國際空間站載INSAR構(gòu)想的提出10-11
• 1.2 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 合成孔徑雷達(dá)干涉測量原理13-29
• 2.1 INSAR的DEM測量基本原理13-21
• 2.1.1 幾何模型13-15
• 2.1.2 干涉相位分析15-18
• 2.1.3 INSAR的兩個前提條件18-21
• 2.2 INSAR獲取DEM的基本處理過程21-23
• 2.3 DINSAR的基本原理23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-29
• 3 國際空間站搭載INSAR雙天線的可行性分析29-41
• 3.1 星載INSAR的理想平臺—國際空間站29-32
• 3.1.1 國際空間站簡介29-31
• 3.1.2 雙天線的位置選擇31-32
• 3.2 天線參數(shù)的選擇32-38
• 3.2.1 視角32-33
• 3.2.2 工作頻率33
• 3.2.3 觀測帶寬33-35
• 3.2.4 脈沖重復(fù)頻率35-36
• 3.2.5 脈沖寬度36
• 3.2.6 信號帶寬36-37
• 3.2.7 理論性能參數(shù)37-38
• 3.3 評價分析38-39
• 3.3.1 優(yōu)勢38
• 3.3.2 劣勢38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 INSAR獲取DEM的數(shù)據(jù)處理方法分析41-69
• 4.1 INSAR相位數(shù)據(jù)的仿真41-45
• 4.1.1 幾何模型42-43
• 4.1.2 數(shù)學(xué)模型43-45
• 4.2 相位質(zhì)量圖45-47
• 4.3 干涉相位濾波47-52
• 4.3.1 均值濾波法47-48
• 4.3.2 多視濾波法48-49
• 4.3.3 矢量濾波法49-52
• 4.4 平地效應(yīng)去除52-55
• 4.5 相位解纏55-62
• 4.5.1 概述55-56
• 4.5.2 逐點遞推法56-58
• 4.5.3 最小二乘法58-62
• 4.6 相位校正62-63
• 4.7 DEM重建63-65
• 4.8 DINSAR處理方法概述65-66
• 4.9 本章小結(jié)66-69
• 5 仿真結(jié)果和分析69-76
• 5.1 國際空間站載INSAR獲取DEM數(shù)據(jù)處理仿真69-73
• 5.2 DINSAR的形變檢測仿真73-75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 6 結(jié)束語76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-81

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