干涉雷达与差分干涉雷达ppt课件.ppt

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1、雷达干涉测量RadarInterferometry1InSAR原理单幅SAR影像以场景中目标对于雷达斜距的远近成像，不能提供高程信息。如图（1）所示。图（1）单天线SAR成像几何关系图（2）双天线观测的几何关系如图（2）所示，只要已知两个天线位置和两个斜距，结合相位差，就可以依据几何结构确定P点高程。2原理：通过两副天线同时观测(单轨道双天线模式)，或两次平行的观测(单天线重复轨道模式)，获得同一区域的重复观测数据，即单视复数(single-look,SLC)影像对；由于两副天线和观测目标之间的几何关系，

2、同一目标对应的两个回波信号之问产生了相位差，由此得到的相位差影像通常称为干涉图(interferogram),再结合观测平台的轨道参数和传感器参数等可以获得高精度、高分辨率的地面高程信息。3干涉雷达地形测量斜距方向上的距离差：余弦定理：地面点高程：关键影响因素：基线B,，mm级精度相位差，弧度精度需要计算θ。双天线单轨道干涉测量（机载与航天飞机雷达）单程：r+rrA1A2hzBr4干涉雷达地形测量Antenna1Antenna2r1r2相位每波长弧度波长数量双天线单轨道干涉测量（机载与航天飞机雷达

3、）双程（两个分别发送，分别接收）：单天线重复轨道干涉测量（星载侧视雷达）双程：双天线单轨道干涉测量（机载与航天飞机雷达）单程模式（一个天线发送，两个同时接收）：5干涉雷达地形测量:计算双天线单轨道干涉测量（机载与航天飞机雷达）单程：r+rrA1A2hzBrs6干涉雷达地形测量:计算双天线单轨道干涉测量（机载与航天飞机雷达）单程：r+rrA1A2hzBrs7InSAR数据处理的基本流程影像配准干涉成像基线估计去除平地效应噪声滤除SLC影像对输入相位解缠高程计算基线估算：根据卫星星历轨道数

4、据计算基线8去除平地效应p1p2RA1A2B由图可知P1、P2点的干涉相位分别是：两点间的相位差为：由于因此上式变换为从这个结果可以看出，当地面的两个目标点高度相同时，它们的相位差仍然存在，并与ΔR成正比，干涉SAR特有的系统几何结构导致了平地效应的产生，所以，即使是水平地貌，干涉相位图也表现与方位向平行的周期性变化的条纹。因此要去除平地效应产生的干涉条纹信息。9影像配准完成以后，INSAR数据的处理流程就是生成高质量的干涉图，提取正确的干涉相位以供相位解缠。式中得到相位值实际上是主值，其范围在（-π，π

5、）之间，要得到真实的干涉相位值必须在这个值的基础上加上或者减去2π的整数倍，这个过程叫做相位解缠。此时得到的相位包括以下成分：观测相位值平地效应相位值地形相位值形变相位值大气延迟相位值噪声相位值相位解缠10ImageA-12August1999ImageB-16September1999SARimage11The(SAR)dataTheSARrecordstheamplitudeandthephaseofthereturnedsignalamplitudephaseNotethatwhiletheampl

6、itudeimageshowsrecognizabletopographicpattern,thephaseimagelooksrandom.Mt.Etna12InSARprocessing:配准amplitudecoregistrationThetwoimages,i.e.the“slave”andthe“master”,donotoverlap.Soweneedtofigureoutwhichgroupofpixelsinthe“slave”correspondstowhichgroupofpixel

7、sinthe“master”.Thisisdonethroughcross-correlatingsub-areasinthetwoimages.Thissteprequiresahugenumberofoperations,andisbyfarthemosttimeconsumingstepintheprocess.13InSARprocessing:phaseinterferogram计算干涉图Calculatephaseinterferogram,i.e.subtractthephaseofofth

8、e“slave”fromthatofthe“master”.-=phase“master”phase“slave”phaseinterferogramNotethatwhileboththemasterandslaveappearrandom,theinterferogramdoesnot.14InSARprocessing:平地效应去除flat-earthremovalNext,weneedtoremovethephasei