InSAR相参干扰与效果评估方法研究

【摘要】：干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR,简称InSAR)是在SAR基础上发展起来的一项新的遥感技术。它既有效结合了传统SAR技术和干涉技术的优点,又突破了传统SAR只能进行二维成像的局限性,涉及到SAR成像处理、图像配准、相位解缠等诸多方面。InSAR在军事方面应用前景非常广泛,日益成为世界军事强国大力发展的重要战场侦察传感器,一批具有里程碑意义的机载/星载InSAR系统先后投入使用,对地面军事目标的战场生存已经构成现实威胁,因此开展研究对InSAR干扰的新技术研究已经迫在眉睫,也是一项具有前瞻性的工作。本文正是在上述军事需求背景下应运而生的,主要开展了如下研究工作:首先,给出了干涉合成孔径雷达成像的基本原理,在此基础上详细介绍了InSAR数据处理流程和几个关键环节;在给出InSAR数据处理流程的同时还对重点处理环节进行了仿真,得到了每个重点环节的仿真图像,并对每一幅图像做了深入分析;另外还对实测干涉SAR数据进行干涉成像,成像结果较好。然后,提出了循环线性移频干扰的信号模型,分析了距离向和方位向SAR成像特性,指出循环线性移频干扰会在SAR成像中产生精确可控的“矩形条纹状”干扰斑块,并推导了干扰斑块大小、条纹数以及干扰面积大小表达式,给出了干扰实现方式,还详细分析了循环线性移频干扰的侦察依赖度;在此基础上,进一步分析了InSAR成像过程中的干涉相位,指出了循环线性移频干扰的InSAR干涉相位近似为一常数,且循环移频干扰参数对其影响可以忽略,阐明了循环线性移频干扰在InSAR成像中的“斜坡”效应;给出了循环线性移频干扰的仿真实验,实验结果证明了理论推导的正确性。其次,分析了现有SAR干扰效果主观和客观评估方法的优点和缺点,借鉴SAR的评估方法提出了几种对InSAR的客观评估方法,主要包括基于欧几里德空间距离的评估方法、基于相关系数的评估方法、基于有效点数的评估方法;提出了一种组合优选的的评估方法,并对每种评估方法进行了仿真验证,分析了每种评估方法的优缺点,丰富了InSAR干扰评估的手段。最后,设计开发了InSAR干扰仿真系统,并详细介绍了仿真系统的各个模块功能。该仿真系统能够进行三维地形和回波模拟仿真,支持点、线、面、体四类干扰目标以及多种干扰样式的生成;并对在不同干扰样式下InSAR的成像过程以及成像结果进行了模拟仿真验证,详细介绍了仿真系统各模块的功能原理,给出了相关仿真实例。
【关键词】：InSAR干扰 循环线性移频干扰 干扰效果评估 仿真系统
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN957.52