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摘要:本发明公开了一种InSAR多基线相位解缠方法,属于干涉合成孔径雷达技术领域。本发明提出使用2范数约束建立相位梯度模糊度的优化模型,将求解问题转换为一个混合整数二次规划问题;改进了马尔可夫随机场模型的能量函数表达形式,使得模型转换为一个二次规划问题以简化求解过程。通过本发明提出的方法,可以有效提高InSAR多基线相位解缠的执行效率和求解精度,求解结果具有确定性和唯一性特点,并且在给定精度下执行时间可控。
主权项:1.一种InSAR多基线相位解缠方法,其特征在于,包括以下步骤:1输入N幅干涉图以及对应的垂直基线B1,B2,…,Bn,利用不同干涉图之间的干涉相位、模糊度、垂直基线和地形高度之间的关系,建立相位梯度模糊度的2范数优化模型目标函数f;具体方式为:101输入n幅干涉图,其中第i幅干涉图对应的缠绕相位模糊度ki、垂直基线Bi与地形高度h的关系如下: 其中,λ表示波长,R表示天线相位中心到地面目标点的距离,θ表示天线入射角;利用地形高度h相等,获得方程: 102使用排列组合方式,两两组合作差取2范数再求和: 2将目标函数f转换为一个标准二次型的表达形式,使用混合整数二次规划求解目标函数,得到相位梯度模糊度k1,k2,...,kn;3在获得相位梯度模糊度k1,k2,...,kn的情况下,建立既能够表达相位平滑性,也能够表达相位封闭性两种特征的马尔可夫随机场能量函数E;马尔可夫随机场能量函数E为: 其中,Eφi,j表示在像素点i,j处的相位φi,j的能量函数,能量函数包含两部分,分别表示解缠相位的平滑性和封闭性,Ci,j表示与像素i,j相邻的相位值集合,si,j表示平滑性的权重,ci,j表示封闭性的权重;4利用数值方法估计马尔可夫随机场能量函数E的权重系数,其中,平滑性权重系数s通过最大化邻域相位获得,封闭性权重系数c使用干涉图的相位相干性ρ进行表示;5代入第一步规划求解的相位梯度模糊度k1,k2,...,kn,将能量函数E转化为一个标准二次型的表达形式,使用二次规划方法最小化能量函数,求出解缠相位;具体方式为:501代入计算得到的相位梯度模糊度k1,k2,...,hn,去掉能量函数E的复指数部分,展开并化简后的表达形式为: 其中,sr和sc分别表示权重s在行方向和列方向的权重,cr和cc分别表示权重c在行方向和列方向的权重,kr和kc分别表示模糊度k在行方向和列方向的模糊度;502Eφi,j是对干涉图中一个相位点φi,j的建模,假设干涉图大小为M×N个像素,对干涉图中所有点进行建模,令则对i,j进行求和之后,转换并写为矩阵形式如下: EΨ即为针对整幅干涉图的能量函数,其中Ψ表示将一幅二维干涉图φ按列拉直后获得的一维向量;φi,j表示矩阵φ的第i行第j列元素,Ψt表示向量Ψ的第t个元素;φi,j的系数向Ψt的映射为:t=i+N~j,即:Ψ=[φ0,0,φ1,0,…,φ1,N-1,…,φM-1,N-1]TF表示一次系数向量,Ft表示向量F的第t个元素,φi,j的系数向Ft的映射为:t=i+N·j,即: H表示二次系数矩阵,Hi,j表示矩阵H的第行第j列元素,φl,mφp,q的系数向Hi,j的映射为:i=l+M·m,j=p+M·q;503对能量函数进行最小化迭代求解,得到平滑后的解缠相位Ψ,最后将Ψ重新调整为二维矩阵形式φ,φ即为获得的解缠相位;完成InSAR多基线相位解缠。
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百度查询: 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种InSAR多基线相位解缠方法
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