【摘要】：星載合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)在獲取地表信息等方面有非常廣泛的應(yīng)用。伴隨著星載SAR技術(shù)的迅猛發(fā)展,星載干涉合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)技術(shù)也迅速崛起,由于其不受云、雨等惡劣天氣條件的影響,該技術(shù)在研究地表高程變化、植被覆蓋等方面具有全新應(yīng)用。如今,星載InSAR技術(shù)的相關(guān)算法日漸完善,其工程化應(yīng)用已成為雷達領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。如何快速準確地獲取大量的數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)數(shù)據(jù),已經(jīng)成為星載InSAR技術(shù)工程化發(fā)展亟待解決的問題。基線等干涉參數(shù)誤差將直接導(dǎo)致DEM產(chǎn)品“斜坡”效應(yīng)。數(shù)據(jù)信息的多樣性(地面控制點、外部DEM庫、ICESat/GLAS等)將導(dǎo)致不同的定標參數(shù)的計算方法,從而導(dǎo)致不同的DEM產(chǎn)品精度。星載InSAR系統(tǒng)存在自發(fā)自收和一發(fā)雙收的不同工作模式,收發(fā)模式的不同會導(dǎo)致DEM生成時目標定位方程的求解方式存在差異。因此,多源數(shù)據(jù)和多工作模式的存在嚴重制約了高精度DEM產(chǎn)品的獲取。鑒于以上問題,本文將高效高精度的干涉定標及DEM生成的工程化實現(xiàn)作為核心研究內(nèi)容,展開以下研究工作:1.介紹了星載InSAR技術(shù)以及干涉參數(shù)定標技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展近況,指出多源信息與單雙基系統(tǒng)工作模式的存在會嚴重制約著高精度、大批量DEM產(chǎn)品的獲取。從InSAR生成DEM的原理以及干涉定標的基本原理出發(fā),給出InSAR技術(shù)獲取DEM的主要流程,詳細分析了影響DEM精度的干涉定標誤差參數(shù),構(gòu)建了干涉定標誤差模型。2.分析了目前常用的兩類干涉定標算法,對不同算法的優(yōu)勢及局限性展開討論。同時,構(gòu)建了全球ICESat/GLAS高程數(shù)據(jù)庫。在缺乏精確地面控制點信息的條件下,提出利用高精度的ICESat/GLAS高程數(shù)據(jù)庫與TanDEM-X DEM庫結(jié)合的方法進行干涉參數(shù)估計,從而生成高精度的DEM產(chǎn)品。3.給出原始DEM生成環(huán)節(jié)的實現(xiàn)流程,詳細分析了該環(huán)節(jié)的兩個核心步驟:相位-高程轉(zhuǎn)換及地理編碼。同時,針對InSAR系統(tǒng)單雙基工作模式,對三維目標定位模型進行了改進,改進后的定位算法可以統(tǒng)一應(yīng)用于單雙基兩種工作模式。4.對干涉定標環(huán)節(jié)和DEM生成環(huán)節(jié)進行了軟件化實現(xiàn)。在輸入、輸出、不同級別用戶的參數(shù)設(shè)置等各個方面對這兩個環(huán)節(jié)的工程界面展開詳細設(shè)計,利用多組高分三號星載InSAR實測數(shù)據(jù)對算法的穩(wěn)健性、準確性等方面進行了檢驗,實現(xiàn)了多源信息干涉定標以及DEM生成的工程化應(yīng)用,最后展示了工程化應(yīng)用的結(jié)果。
【圖文】：

第一章 緒論疊掩的難題。1988 年及以后的很長一段時間，入了一個平穩(wěn)發(fā)展的階段。與此同時，很多商業(yè)實用研究開始迅速崛起。2011 年四年的時間內(nèi)，意大利研制并發(fā)射了系事方面實現(xiàn)了首次應(yīng)用。衛(wèi)星分辨率高，在災(zāi)各個領(lǐng)域展現(xiàn)出舉足輕重的作用。雷達遙感衛(wèi)星-TerraSAR-X，于 2007 年由德國d Raumfahrt, DLR）成功發(fā)射[24]，這為 InSAR靠的高分辨率數(shù)據(jù)。2010 年，另一顆 X 波段的 TerraSAR-X 衛(wèi)星構(gòu)成編隊飛行模式[25]，編隊，解決了傳統(tǒng) InSAR 處理中時間、空間基線損精度 DEM 保駕護航。TanDEM-X 系統(tǒng)編隊示

(a)衛(wèi)星示意圖 (b)北京地區(qū)影像圖圖 1.2 環(huán)境一號衛(wèi)星示意圖及其獲取的影像圖2016 年 8 月，我國又成功發(fā)射了另一顆民用衛(wèi)星—高分三號（GaoFen-3,GF-星[32]，這顆衛(wèi)星意味著國內(nèi)科技水平達到了一個新的高度，因為這是第一顆國內(nèi)研制的 C 波段衛(wèi)星，，極化模式豐富，成像方式多樣，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅寬、高分辨。高分三號衛(wèi)星提供了豐富的民用 SAR 遙感數(shù)據(jù)，在我國海陸資源分析和檢測面有極高的應(yīng)用價值。圖 1.3(a)是高分三號衛(wèi)星示意圖，圖 1.3(b)是衛(wèi)星獲取的地區(qū)的影像。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V443.5

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本文編號：2674906