地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法

采用基于永久散射体(PS)技术的大气相位(AP)补偿方法对地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)干涉相位图进行分析时,部分图像的干涉相位随距离呈现出复杂的非线性,导致无法建立合理的多参数模型来模拟大气相位,常规的补偿方法不再适用。该文提出一种改进的GB-InSAR图像非线性大气相位补偿方法,首先采用常规方法对干涉相位图进行大气相位补偿,并根据PS点的补偿后相位序列的标准差,进行稳定PS点的选择,然后对稳定PS点进行子区域划分,通过反距离加权插值估计出所有PS点的大气相位,从而实现大气相位的有效补偿。采用该文所提方法,对460幅雷达图像进行了处理,相比于常规方法,可以有效地补偿干涉相位图中的非线性大气相位分量。基于若干高稳定参考点的对比结果表明,该方法减小了最大约1 rad的相位测量误差。

基于气象数据辅助的GB-InSAR大气相位补偿方法

地基干涉合成孔径雷达GB-InSAR(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)测量中,大气相位是主要测量误差源之一。对于大气相位非线性变化的干涉相位图,常规的基于参数模型的补偿方法不再适用。该文提出一种基于气象数据辅助的GB-InSAR大气相位补偿方法,对于多幅GB-InSAR图像,首先基于折射率经验模型,利用气象数据估计出大气相位曲线,其次与PS(Permanent Scatterer,永久散射体)点的实际干涉曲线进行互相关运算,通过设定合理的门限实现稳定PS点的选择。然后利用稳定PS点,采用局部加权回归(locally weighted scatterplot smoothing,Lowess)、线性插值、神经网络3种插值拟合方法进行大气相位估计。最后对比补偿结果,选择最合适的插值拟合方案。实验结果表明,当PS点数量足够多时,3种方案均能有效补偿非线性大气相位分量。当区域内PS点数量较少时,采用Lowess方法的补偿效果最好。

地基干涉合成孔径雷达的大气相位补偿研究

针对地基干涉合成孔径雷达在监测有较大形变发生场景时,采用常规大气相位补偿方法存在较大误差的问题,提出了一种GB-InSAR在形变场景下的大气相位补偿方法。利用模糊C均值聚类算法并参考“3σ”法则选出稳定PS点;通过误差逆传播网络来预测所有PS点的大气相位,进而得到补偿之后的相位。实验结果表明:在形变场景下,采用本文所提方法可以准确地选出稳定PS点,有效补偿稳定PS点的大气相位并保留形变PS点的形变信息,提高了形变场景下大气相位的补偿精度。