一种高分辨率多基线InSAR三维层析成像方法.pdf

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1、第36卷第2期现代雷达Vol

2、36No．22014年2月ModernRadarFeb．2014·信号／数据处理·中图分类号：TN958文献标志码：A文章编号：1004—7859(2014}02—0023—06一种高分辨率多基线InSAR三维层析成像方法柳祥乐，何向成，杨汝良。(1．湖北汽车工业学院电子信息系，湖北十堰442002)(2．中国航天二院第二十五研究所，北京100854；3．中国科学院电子学研究所，北京100190)摘要：多基线InSAR(Muti—baselineInSAR)可以进行三维层析成像，用于地面遥感与地下地质情况分析。受限于实际系统，多基线InSAR的基

3、线数目非常少，使用传统方法成像时分辨率很低。为提高高度维分辨率，文中建立了多基线InSAR成像的阵列信号处理模型，将阵列信号处理中的MUSIC算法应用到多基线InSAR的高度维成像中，进行数字仿真实验，仿真结果表明，文中的方案能提高多基线InSAR高度维的分辨率，获得较低的旁瓣。关键词：多基线InSAR；三维层析成像；波达方向(DOA)估计AMethodofHighResolutionImagingofMulti-baselineInSARLIUXiangle’’，HEXiangcheng，YANGRuliang(1．SchoolofElectronical＆Informat

4、ionEngineering，HuBeiUniversityofAutomotiveTechnology，Shiyan442002，China)(2．e25thInstitute，TheSecondAcademyofChinaAerospace，Beijing100854，China)(3．InstituteofElectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Tomographicimageswhichusedtoremotesensingandgeologicalanalysiscouldb

5、eobtainedbymulti-baselineInSAR．Theheightdimensionalresolutionwasverypoorwhenweusedtraditionalalgorithmdirectlybecauseofsmallnumberofbaselines．Toimprovetheresolution，anawaysignalmodelisproposedinthispaper，andthenMUSICalgorithmonawaysignalprocessingisusedinheightdimensionalimagingofmulti—base

6、lineInSAR．Finallyadistalsimulationexperimentiscarriedoutandtheresultin—dicatesthattheschemeproposedinthispapercanimprovetheheightdimensionalresolutiongreatlyandthesidelobeislowertoo．Keywords：Muti—baselineInSAR；3=Dtomography；DOAestimation多基线InSAR是传统InSAR的扩展，传统的In-0引言SAR系统只有一条基线，而多基线InSAR在垂直于

7、视合成孔径雷达(SAR)通过采用距离向脉冲压缩、线的方向依次增加多副SAR天线，或用重复航过的方方位向合成孔径技术来实现高分辨率的地形成像。式对同一地区成像，相当于在垂直于视线的方向上合SAR所成的像是二维像，是三维分布的散射体在二维成了一个较大的孔径，因而可以获得高度向上的分辨平面上的一个投影。干涉合成孔径雷达(InSAR)有两力。当用波长较长的电磁波对诸如冰、土壤、森林植被副天线，一副天线发射雷达波，两副天线同时接收回等半透明的媒质进行照射成像时，利用其高度向的分波，两副天线接收的回波具有一定的相干性，经干涉处辨力，能够得到任何一个断层的影像，这一点类似于理后便可得到能反

8、应地形高度的三维成像J。然而，CT和核磁共振(NMR)的断层摄影技术，因此，多基线InSAR所成的三维像只是地表的高度像，是一个面图，InSAR此时也被称为层析成像SAR(Tomography并不是反映散射体空间分布的立体三维像。由于只有SAR)。多基线InSAR的示意图可用图1来所示，图中两副天线，InSAR对高度向上分布的散射体分辨力很共有K条航线或K副天线，它们沿着垂直于视线方向差，难以实现真正的立体三维成像。的圆弧排成一列。有两种方案可以获得高度向的分辨能力，一种是利用多通道的极化信息，这就是极