干涉相位

摘要： 干涉相位滤波是干涉合成孔径雷达(InSAR)处理中的关键步骤,然而传统滤波方法难以兼顾噪声抑制和细节保持的效果,故提出了一种改进的非局部滤波器。滤波参数由Stein无偏风险估计(SURE)准则自适应地选择,在有效降低InSAR相位噪声的同时,保留干涉条纹细节和城市建筑的边缘。通过在仿真数据和TanDEM-X实测数据上分别进行实验,并与传统滤波方法对比分析,验证所提出方法的有效性。

摘要： 在对配准后的合成孔径雷达数据滤波时,存在三种滤波对象.第一种是直接对配准后的InSAR数据相位进行滤波.第二种方法是对配准后的InSAR主辅图像的实部和虚部分别进行均值滤波.第三种滤波方法是对配准后的主辅图像的复共轭结果进行滤波.本文分别对以上三种滤波方法进行实验分析,得出只有第三种滤波方法才是正确的结论.在进行该类实验时,不同的实验人员可能会采用不同的滤波方法,特别是第一次涉及该领域的研究人员,可能会选择错误的滤波方法,本文可对此提供有效的参考.

摘要： 顺轨干涉SAR海表流场探测技术研究对于实现流场探测的全球化、精细化具有重要作用.为了提高海表流场迭代收敛速度和参数反演精度,依据校正系数的参数特点构建适应度函数的约束关系,将校正系数设计问题转化为仿真干涉相位与实测干涉相位差和雷达、平台参数约束条件下的比例因子选择问题,进而设计遗传算法计算校正系数的技术方法,并嵌入海表流场迭代反演算法,从而构建一种反演新方法.星载SAR数据仿真实验结果表明:海表流向反演的均方根误差优于10.0°,海表流速的均方根误差优于0.1 m/s,这符合海表流场反演精度要求.改进的海表流场反演算法可减少2～3次迭代,有效提高了反演效率.研究对于提高顺轨干涉SAR海表流场探测的实效性和准确性具有重要意义.

摘要： 机载气象雷达系统能够在飞行中实现对气象目标的探测.然而,近地气象目标易受到强地杂波干扰,从而导致目标信息的缺失和检测虚警.为了实现地杂波背景中气象目标的准确检测,本文提出了一种基于俯仰通道干涉相位的空域气象目标检测技术.首先利用俯仰双通道系统获取雷达回波数据,经过多视处理后生成干涉相位图,对干涉相位图进行干涉相位补偿后得到待检测的干涉相位数据;然后将干涉相位作为检验统计量,解析高斯杂波背景下地杂波与气象目标的干涉相位统计特性;最后嵌入该统计特性至恒虚警率检测器中,实现气象目标的鲁棒检测.多组仿真与实测数据处理结果表明,相较于其他气象目标检测方法,所提方法具有更高的检测概率和更好的鲁棒性.

摘要： 地表变形监测在预防相关地质灾害(如地震、滑坡、地面沉降、火山爆发等),减小地质灾害社会、经济损失中发挥重要作用。差分干涉合成孔径雷达技术(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,DInSAR)或永久散射体干涉测量技术(Persistent Scatterer Interferometry,PSI)能以较高空间分辨率高效地获取地表形变,且不受日照和天气影响。此外,由于SAR系统使用较短波长微波(3~25 cm)对地观测,PSI技术基于SAR影像相位进行地表形变监测的精度可达毫米级。高效、高分辨率、高精度、全天候、全天时、无接触等特点,使得PSI技术在地表形变监测领域具有不可替代的优势。

摘要： 跳频信号每跳带宽窄且多跳间积累困难,利用传统方法对其时延估计精度都很低.针对该问题,该文充分挖掘跳频信号“宽跳带”的潜能,建立了多频点相时延估计模型,把时延估计问题转化为整周模糊求解问题;然后在解模糊过程中引入中国余数定理,针对“非合作”场景中模数无法选择的问题,提出一种基于“虚拟频点”的干涉相位外推方法,构造出鲁棒中国余数定理的适用条件;最后采用闭式鲁棒中国余数定理解算整周模糊,得到高精度的相时延.该方法具有精度高、运算量小、不依赖于信道衰落特性的优点.仿真结果验证了所提模型及方法的有效性和正确性.%The bandwidth of each hop in frequency hopping signal is very narrow,and the accumulating between multiple hop is difficult,thus the accuracy of time delay estimation for frequency hopping is low.To deal with the problem,the potential of "wide band hopping" of frequency hopping signal is fully exploited.A multi-frequency phase delay estimation model is established,and the problem of time delay estimation is transformed into ambiguity resolution.Then,Chinese Remainder Theorem (CRT) is used to solve the ambiguity,but in the "non-cooperation" scene the module can not be chosen easily,thus an extrapolation method for interferometric phase based on "virtual frequency" is proposed to relax the constraint of module selection.Finally,the closed-form Robust Chinese Remainder Theorem (RCRT) is used to solve the ambiguity,and the phase delay is obtained with high accuracy.Compared with the conventional algorithm,the proposed algorithm has the advantages of high precision,low computation complexity and independence on the propagation characteristics of the channel.The simulation results verify the validity and correctness of the proposed model and algorithm.

摘要： 传统干涉合成孔径雷达InSAR系统在获取高程数据过程中,通常需要利用场景中至少一点的高程信息获取绝对模糊数,为无控制点区域高程数据获取带来一定困难.为解决该问题,提出一种InSAR系统中基于双频的绝对模糊数求解方法.该方法在不同频点上分别获取同一区域的一对干涉相位图,通过二维遍历搜索获取绝对模糊数.在简要介绍星载双频系统及工作方式基础上,给出双频InSAR系统绝对相位模糊数求解公式,对双频的频差要求进行分析,仿真数据验证了该方法的正确性和可行性.

摘要： 地基SAR对边坡进行形变监测过程中,为了获得较高的图像质量和进行相位解缠的需要,往往要对干涉相位进行滤波优化,以提高干涉相位图的信噪比,减少干涉相位图中的残差点,从而有助于更好地进行相位解缠,提高形变监测的精度与可行性.本文针对地基SAR干涉相位图的空变等特性,对地基SAR干涉相位滤波算法进行了研究,着重介绍了四种经典、高效的干涉相位滤波算法,并进行了地基SAR边坡形变监测试验,使用实测干涉数据进行了四种滤波处理,从定量及定性的角度对每种滤波算法进行了比较与评估.最终给出了最优滤波算法,为地基SAR进行干涉相位实时滤波优化及后续数据处理提供了基础.

摘要： 针对传统多基线合成孔径雷达干涉相位估计方法存在稳健性不高、适应性不强的问题,该文提出一种稳健的多基线合成孔径雷达干涉相位估计方法.利用最大似然频率估计准则从最短基线干涉图中提取每一复像元随基线变化频率的粗略估计值,并把提取的粗略频率通过共轭复乘补偿给相应的抽样复干涉信号,来降低抽样复干涉信号频率,避免了干涉基线间隔过大导致的抽样复干涉信号频谱混叠现象,从而克服了干涉基线间隔对长基线干涉相位估计精度的限制.实验结果表明,该方法不受干涉基线间隔的限制,能较为精确地获得长基线干涉相位估计值,对多基线干涉合成孔径雷达技术应用拓展以及高精度地理信息系统构建等具有参考价值.

摘要： 相位质量图是干涉相位的指示器,在相位解缠过程中起着重要作用.但当计算窗口较大时,质量图的计算效率非常低下,严重影响相位解缠的速度.本文提出了一种基于图形处理器(GPU)的快速相位质量图计算方法.首先将干涉图分为具有一定重叠部分的小块,然后采用GPU多个计算核心同时计算单个小块的质量图.最后将局部相位质量图进行拼接,获得最终相位质量图.对InSAR干涉图不同质量图的计算时间结果表明,本方法是可行和有效的.

摘要： 星载SAR-GMTI系统为地表大范围侦察监视和运动目标检测、定位和跟踪提供了可能,具有重要的民用和军用价值.然而,单通道星载SAR-GMTI系统受到脉冲重复频率和空域自由度的限制,对地面杂波抑制能力弱,难以检测到运动目标.针对此问题,本文以高分三号卫星为研究对象,给出了基于图像域的双通道SAR-GMTI处理框架.首先对获取的双通道SAR图像进行配准和通道均衡,杂波抑制后通过双门限恒虚警处理检测地面运动目标;然后,利用干涉相位估计目标的距离向速度,提出一种采用最小熵和粗精搜索相结合的方法估计目标的方位向速度;最后,利用估计的目标速度对运动目标进行重聚焦和重定位.高分三号卫星双通道实测数据的处理结果展示了GMTI的处理能力,验证了所提方法的有效性.

摘要： 从多参数相位贡献的D-INSAR基本原理出发,分析讨论了地形相位和地表形变相位对干涉相位的影响,详细导出了参考 DEM误差和地表形变量对差分干涉相位贡献灵敏度的影响因子、推理步骤和计算公式，得出雷达差分干涉测量中地表形变对相位贡献灵敏度要远远高于参考DEM误差对相位贡献灵敏度的结论。最后通过Bam地震区的实例验证了该结论的正确性。

摘要： 本发明公开了一种相位干涉仪的无源测向天线阵及相位干涉仪，由外到内分为三层；第一层为圆形天线阵，由多个双极化全向天线阵元组成，双极化全向天线阵元排列在一个圆周上；每个双极化全向天线阵元包括水平极化振子和垂直极化振子，各双极化全向天线阵元通过极化选择输出匹配板与多选一天线开关连接，圆周上水平极化振子和垂直极化振子相邻排列；第二层为水平极化天线阵，包括水平极化环形振子；第三层为垂直极化天线阵，包括垂直极化双锥天线振子，垂直极化双锥天线振子中的双锥均与匹配电路连接；第二层的水平极化天线阵和第三层的垂直极化天线阵与同一个二选一天线开关的各输入端连接。具有结构简单、生产成本低、测试灵敏度高和精度高的优点。

摘要： 本发明属于相位图像读取技术领域，公开了单次干涉读取相位的相位编码及相位解码方法和装置，其相位编码及相位解码方法利用适当的相位编码规则将时间上需要的相移干涉测量转换到空间编码中，并利用相应的解码方法将相位分布通过单次干涉结果准确的进行读出，能够解决现有技术的三步相移法或四步相移法所存在的需要多次干涉，多次测量才能得到正确的相位分布，但多次测量增大了系统的不稳定性，并且读取相位数据的时间变长，降低了数据转换速率的问题，本发明提供了单次干涉读取相位的相位编码及相位解码方法和装置，能够提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率；其实现了单次干涉读取相位，能够大大提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率。

摘要： 本发明公开了一种相位干涉仪的无源测向天线阵及相位干涉仪，由外到内分为三层；第一层为圆形天线阵，由多个双极化全向天线阵元组成，双极化全向天线阵元排列在一个圆周上；每个双极化全向天线阵元包括水平极化振子和垂直极化振子，各双极化全向天线阵元通过极化选择输出匹配板与多选一天线开关连接，圆周上水平极化振子和垂直极化振子相邻排列；第二层为水平极化天线阵，包括水平极化环形振子；第三层为垂直极化天线阵，包括垂直极化双锥天线振子，垂直极化双锥天线振子中的双锥均与匹配电路连接；第二层的水平极化天线阵和第三层的垂直极化天线阵与同一个二选一天线开关的各输入端连接。具有结构简单、生产成本低、测试灵敏度高和精度高的优点。

摘要： 本发明属于相位图像读取技术领域，公开了单次干涉读取相位的相位编码及相位解码方法和装置，其相位编码及相位解码方法利用适当的相位编码规则将时间上需要的相移干涉测量转换到空间编码中，并利用相应的解码方法将相位分布通过单次干涉结果准确的进行读出，能够解决现有技术的三步相移法或四步相移法所存在的需要多次干涉，多次测量才能得到正确的相位分布，但多次测量增大了系统的不稳定性，并且读取相位数据的时间变长，降低了数据转换速率的问题，本发明提供了单次干涉读取相位的相位编码及相位解码方法和装置，能够提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率；其实现了单次干涉读取相位，能够大大提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率。

摘要： 本发明公开了一种动态干涉仪同步移相干涉图参数失配的相位提取方法，该方法为：首先采集参数失配的空间同步移相干涉图，分割为四幅子干涉图；然后使用条纹细化法计算各干涉图的对比度和载频误差，将对比度、载频误差和预设的移相间隔的初值代入线性方程组计算干涉图的相位、背景以及调制度；接着设定干涉图间的相位、背景、调制度正确，根据方程组计算的对比度、载频误差以及移相间隔的偏差值，更新初值。重复两个过程直至收敛判定函数优于阈值，停止迭代，得到最终的对比度、载频误差以及移相间隔，最后代入最小二乘方程组计算相位。本发明降低了动态干涉仪相位提取的约束性，干涉图参数失配相位提取的准确性和可靠性高，简单高效、适用范围广。

摘要： 本实用新型属于相位图像读取技术领域，公开了单次干涉读取相位的相位编码及相位解码装置，包括激光器、针孔滤波器、准直透镜、快门、第一光阑、第一中继透镜、第二中继透镜、第一非偏振立体分束器、二分之一波片、相位调制空间光调制器、第三中继透镜、第二光阑、第四中继透镜、第一物镜、全息材料层、第二物镜、第二非偏振立体分束器、第一平面镜、第五中继透镜、第六中继透镜、衰减器、第二平面镜、成像透镜和光强度探测器，其能够提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率；其实现了单次干涉读取相位，能够大大提高相位读取系统的稳定性和数据转换速率。

摘要： 本发明公开了一种基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法，包括：获取多基线雷达复干涉图像数据，以得到张量矩阵；根据张量矩阵计算梯度平方张量矩阵，并根据梯度平方张量矩阵估计干涉条纹方向；沿干涉条纹方向选取样本数据，并对样本数据进行处理，得到当前位置索引高程干涉相位的估计值；遍历数据张量中的全部位置索引，得到多基线高程干涉相位的估计结果。本发明提供的基于干涉条纹方向的多基线高程干涉相位估计方法提高了估计干涉条纹方向时地稳健性，适用于噪声干扰背景下稳健估计高程干涉相位，且具有更高的估计精度。

摘要： 本发明公开了一种基于差分干涉相位的顺轨干涉SAR基线定标方法，其具体步骤为：搭建包括：SAR图像干涉模块、干涉相位估计模块、敏感度方程模块和精度判断模块的顺轨干涉SAR基线定标系统；根据预定航迹选取某一方位时刻对应的距离向，在定标场中尽量均匀地布设个静止角反射器作为定标点，其中；SAR图像干涉模块获取定标点差分干涉相位；干涉相位估计模块估计相邻定标点之间的差分干涉相位；敏感度方程模块标定基线分量误差；精度判断模块判断精度是否满足要求。本发明消除了干涉相位偏置误差对基线定标精度的影响，提高了系统基线分量的定标精度。

摘要： 本公开提供一种机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法，包括：步骤A：设置仿真场景的DEM；步骤B：判断该仿真场景中的叠掩区域、阴影区域和正常区域，用标记函数进行标记；步骤C：在每一个方位向上，分别求出叠掩区域、阴影区域和正常区域的理想干涉相位；步骤D：设置仿真场景的相干系数值；步骤E：对每一个方位向上的非阴影区域的距离门，生成有噪声的仿真干涉相位。本公开提供的机载干涉合成孔径雷达的干涉相位仿真方法针对机载InSAR系统，直接利用系统参数和场景的高程信息在干涉相位级实现了干涉相位的快速仿真计算，从而实现了高效真实的机载InSAR干涉相位仿真，为研究干涉相位滤波及解缠等算法提供了实验条件。

摘要： 本发明公开了一种基于干涉相位的干涉合成孔径声纳对底高度估计方法，该方法包括将所述第一接收阵与第二接收阵基于位置对应的阵元划分为若干组，计算每组在距离向上的相关系数，拟合各所述相关系数并将相关系数值最大的位置作为波束中心的初始估计位置；提取获得所述压缩回波对应缠绕相位的绝对值，将缠绕相位值为零且与所述初始估计位置距离最近的点作为所述波束中心的修正估计位置；确定所述波束中心的最终估计位置，基于三角形几何关系计算确定载体的对底高度。本发明实现了直接从原始干涉合成孔径声纳回波中提取对底高度信息，消除了对高度计信息的依赖，并可实现声纳数据与高度数据之间的更好匹配。