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《极化合成孔径雷达干涉技术_杨震》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第16卷第3期遥感技术与应用Vol.16No.32001年9月REMOTESENSINGTECHNOLOGYANDAPPLICATIONSep.2001极化合成孔径雷达干涉技术杨震,杨汝良(中国科学院电子学研究所北京100080)摘要:极化合成孔径雷达干涉(Pol-InSAR)技术是将极化技术引入干涉应用,通过对全相干的极化数据进行干涉分析,可以把目标的精细结构特征与空间信息结合起来,大大提高一般标量干涉的性能。极化合成孔径雷达干涉技术不但可以加强我们对地物目标散射机理的理解,而且能提高干涉测量的精度,是很有发展前途的
2、一项新兴技术。介绍了极化合成孔径雷达干涉技术的发展状况和基本原理,讨论了一些需要解决的关键问题,并给出了该技术的主要应用和发展趋势。关键词:合成孔径雷达(SAR);极化;干涉;极化合成孔径雷达干涉;最优极化相关系数中图分类号:TP958文献标识码:A文章编号:1004-0323(2001)03-0139-05InSAR估计高度包含一定的不确定性。对于光滑表1引言面,常规InSAR的高度测量结果与实际地形高度相在过去的10年里,合成孔径雷达(SAR)领域的差不多。然而,在体散射占主导的区域(如植被覆盖发展非常迅速,尤其是
3、两种关键技术——极化技术区),由于体散射的影响,测高结果会产生几米甚至和干涉技术更是取得了突飞猛进的进展。合成孔径十几米的较大偏差。而通过极化,可以恢复目标的精雷达干涉技术是利用从空间位置略有差异的两点对细结构、方向、对称性和物质构成等方面的信息,从〔1〕同一景物成像,利用两幅(一般的干涉:InSAR)或而辨认清楚植被的真正高度。此外,在合成孔径雷达〔2～4〕几幅(差分干涉:D-InSAR)图像对应像点之间干涉高程反演过程中,相位展开是其中非常重要的〔1〕的相位差来确定散射体的高度(垂直路径干涉)或一步。相位展开成功与
4、否依赖于干涉噪声的大小,而〔5,6〕目标的径向速度(沿路径干涉)。合成孔径雷达极噪声的大小在干涉相关系数C上体现出来。获得较化技术利用不同极化响应之间的差别来确认和分离高的干涉系数、减小干涉噪声的一个方法就是对干不同媒质相应的散射机理,从而对目标分类并进行涉图进行多视处理。然而这会导致空间分辨率的严〔7,8〕参数估计。重损失。因此需要寻求一个既能增大相关系数从而在实际观测中,我们只能对目标进行有限时间、提高测高精度,同时又能保证空间分辨率的方法。常有限姿态角的观测,观测频率又受到雷达工作频段规的InSAR中,两幅图像是
5、在相同的极化组合下获〔12〕和带宽的限制,而且雷达信号参量在强干扰环境中得的(如同是HH或同是VV)。而实验证明,收发难以全部发挥作用。而极化信息的开发和利用可以电磁波不同的极化状态对干涉图相关系数有很强影丰富目标的特征参数,提高识别与分类的能力。研究响。极化相关系数最优化方法是寻找使相关系数达目标的极化变换行为,可以获得目标材料特性(如材最大的最佳收发极化组合。如果把该法用于料属性及其粗糙度等)以及目标几何图形信息(如目InSAR,就可得到最大相关系数,从而减小相位展开〔9〕标取向和对称性等),这些信息是极化测量所特
6、有中噪声的影响。其次是对干涉图的正确理解问题。的。此外,利用目标和其环境各自不同的极化散射特要正确理解干涉数据,需要估计散射的过程和有效性,还可提高雷达对弱目标的探测能力。散射相位中心的位置,这依赖于系统参数(如波长和合成孔径雷达干涉技术是一种极有发展潜力的极化)以及散射体的几何和物理参数。例如波长较长技术,但是一些因素限制了它的发展。首先是利用的信号(如L波段、P波段)有很强的穿透能力,因此收稿日期:2001-06-25;修订日期:2001-08-21作者简介:杨震(1976-),女,博士生,主要研究方向为干涉合成孔
7、径雷达数据处理及系统设计。140遥感技术与应用第16卷雷达收到的回波信号就可能是位于不同高度的不同其论文中指出,可以利用极化信息来改善数据的相散射体后向散射回波信号相互叠加的结果。这样就关性,从而提高合成孔径雷达干涉的精度。由多极化引入两个问题:提取有效散射机理及其有效位置。而SAR干涉所获得的地面数字高程图的精度可达厘得到这些信息的关键就是利用散射体的极化特米量级,同时人们还可通过极化信息更好的了解地〔10〕性。物目标的散射特性。由上述分析可知,将极化技术引入干涉应用,可由于极化SAR干涉技术具有常规SAR无法比以同
8、时直接把精细结构特征与空间信息结合起来,拟的特点,有着广阔的发展前景。自1997年以来,极并可提取它们之间的相互关系,从而大大提高常规化SAR干涉技术逐渐成为合成孔径雷达信息处理SAR干涉的性能。研究结果表明,极化SAR干涉技领域研究的新热点。1997年德国DLR的E-SAR〔10〕术不但可以更好的对地物目标散射机理加以解释,机载
