靳國(guó)旺

中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所微波成像技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100190

目前,我國(guó)已經(jīng)把InSAR技術(shù)作為完成西部測(cè)圖任務(wù)的重要技術(shù)手段之一,為了解決影響InSAR應(yīng)用的技術(shù)瓶頸問(wèn)題,促進(jìn)InSAR技術(shù)的實(shí)用化,把InSAR技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際測(cè)繪生產(chǎn)之中,本文對(duì)InSAR相位解纏、干涉參數(shù)定標(biāo)、解纏相位到高程轉(zhuǎn)換、InSAR測(cè)繪作業(yè)流程及SAR影像制圖等技術(shù)進(jìn)行了研究;為了促進(jìn)InSAR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為下一代InSAR系統(tǒng)的研制和應(yīng)用奠定基礎(chǔ),本文對(duì)SAR圖像仿真技術(shù)和干涉圖仿真技術(shù)進(jìn)行了研究,并在仿真數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)多基線/多波段InSAR相位解纏技術(shù)進(jìn)行了研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容和工作包括:

(1)分析、總結(jié)當(dāng)前制約我國(guó) InSAR技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)瓶頸問(wèn)題,指出相關(guān)研究方向,點(diǎn)明解決方案。

(2)介紹幾種常用的 SAR構(gòu)像模型。針對(duì)正側(cè)視SAR構(gòu)像模型,研究SAR圖像仿真技術(shù),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于DEM和地物分類信息的SAR圖像仿真方案,獲得了較好的SAR圖像仿真效果。

(3)根據(jù)InSAR基本原理和正側(cè)視SAR構(gòu)像模型,借鑒攝影測(cè)量中所采用的影像正射糾正方法,完成直接法和間接法InSAR干涉圖仿真,為多基線、多波段InSAR相位解纏技術(shù)研究提供良好的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(4)設(shè)計(jì)完成基于瞬時(shí)頻率估計(jì)的單基線、單波段InSAR相位解纏方法。

(5)利用仿真的干涉數(shù)據(jù),對(duì)多基線 InSAR相位解纏技術(shù)進(jìn)行了研究。將中國(guó)余數(shù)定理引入到多基線InSAR相位解纏中,實(shí)現(xiàn)了基于中國(guó)余數(shù)定理的多基線InSAR相位解纏;借鑒干涉圖零中頻矢量濾波思想,由最短垂直基線干涉圖濾波和相位解纏開(kāi)始,采用以較短基線干涉圖解纏結(jié)果指導(dǎo)較長(zhǎng)基線干涉圖相位解纏的差分濾波方案,實(shí)現(xiàn)多基線InSAR相位解纏。

(6)利用仿真的干涉數(shù)據(jù),對(duì)多波段 InSAR相位解纏技術(shù)進(jìn)行研究。與多基線InSAR相位解纏類似,根據(jù)干涉條紋頻率與雷達(dá)波波長(zhǎng)之間的內(nèi)在比例關(guān)系,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于中國(guó)余數(shù)定理的多波段InSAR相位解纏方案和基于差分濾波的多波段InSAR相位解纏方案。

(7)針對(duì)我所自主研制的機(jī)載雙天線 InSAR系統(tǒng),從InSAR基本原理出發(fā),設(shè)計(jì)一種考慮基線長(zhǎng)度、基線水平角和干涉相位偏置的干涉參數(shù)定標(biāo)新模型,并在此基礎(chǔ)上,提出基于區(qū)域網(wǎng)平差的干涉參數(shù)定標(biāo)和高程控制點(diǎn)加密方案,推導(dǎo)了考慮地球曲率影響的干涉參數(shù)定標(biāo)模型,采用我所機(jī)載雙天線InSAR系統(tǒng)獲取的山東某地區(qū)的干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

(8)采用機(jī)載 InSAR數(shù)據(jù)和模擬干涉相位數(shù)據(jù)對(duì)InSAR解纏相位到高程轉(zhuǎn)換的有理函數(shù)模型進(jìn)行研究和試驗(yàn),初步驗(yàn)證其可行性。

(9)結(jié)合國(guó)家西部測(cè)圖工程的開(kāi)展,從實(shí)際測(cè)繪作業(yè)角度出發(fā),借鑒攝影測(cè)量作業(yè)流程和作業(yè)規(guī)范,設(shè)計(jì)大區(qū)域InSAR測(cè)繪作業(yè)流程,給出InSAR測(cè)繪作業(yè)中一些需要注意的問(wèn)題,指明InSAR測(cè)繪作業(yè)中涉及的主要內(nèi)業(yè)和外業(yè)工作,對(duì)由InSAR數(shù)據(jù)獲取的居民地、水域、道路等典型矢量地物要素進(jìn)行初步的制圖綜合試驗(yàn)。