[发明专利]基于全局最小均方算法的雷达相位解缠方法

说明书

技术领域

本发明属于干涉合成孔径雷达(InSAR)相位解缠领域，涉及一种基于全局最小均方算法的雷达相位解缠方法，适用于基于全局最小均方算法的InSAR雷达相位解缠。

背景技术

干涉合成孔径雷达(InterferometricSyntheticApertureRadar，InSAR)技术首先将目标生成两幅合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)图像，然后分别依次经过图像预处理、图像配准、去平地效应、相位干涉图滤波、相位解缠、基线估计操作获取高精度的数字高程图像。InSAR雷达技术是SAR雷达技术和射电天文学的结合，不受天气影响，具有全天候工作能力，也不受日照影响，具有全天时工作能力；此外，InSAR雷达技术也不受地理条件制约，可以大范围获取高精度的地面三维数据。InSAR雷达技术的概念起源于20世纪50年代并在70年代，InSAR雷达技术在测绘领域有了初步的应用和发展。到了90年代，随着SAR卫星的发射成功以及SAR雷达技术的进步，InSAR雷达技术得到了空前发展，并在军事、测绘、地震形变、冰川漂移等领域都有广泛的应用。

目前，全球范围内InSAR雷达技术相关硬件设备的增加，为InSAR雷达技术的发展提供了大范围、高精度的可用数据，使得InSAR雷达技术也日渐成熟且其成像精度得到不断提高。SAR雷达图像配准后生成的两幅单视复图像(SingleLookComplex，SLC)共轭相乘后提取相位信息即可得到干涉相位图像，但相位干涉图像存在噪声以及算法不完善制约了InSAR雷达技术的进步。因此，对InSAR雷达技术进行实际应用化研究显得尤为重要。

在InSAR雷达技术的实际应用中，相位干涉图像的相位解缠算法的选取直接影响生成的数字高程图像准确度，因此相位解缠算法的研究是InSAR雷达技术研究中的关键。如果相位解缠算法选取的不好，会直接导致相位干涉图像无法解缠或解缠效果很差。因此，找到合适的相位解缠算法至关重要。

相位解缠算法目前主要解决数字高程图像中的一维相位解缠问题和二维相位解缠问题，一维相位解缠问题最早出现在20世纪60年代末，其主要方法为积分法。积分法对相位干涉图像中相邻点主值差进行积分，自适应积分法是积分法的发展，其优点是可以获取充分采样的傅里叶变换范围，但当采样频率变化时，所述充分采样的傅里叶变换范围容易发生模糊现象；20世纪70年代末，由于自适应光学的发展，数字高程图像中出现了二维相位解缠问题，二维相位解缠不仅要确保解缠后的相位中任意两点的相位差与两点之间的路径无关，还要确保解缠后的相位可以精确地的恢复出原始相位函数。

近30年来，相位解缠技术得到了很大的发展，根据相位解缠方式的不同，主要将相位解缠算法分为两类，一类是基于路径跟踪的相位展开法，其主要利用相邻相位在空间上的相关性；另一类是基于最小范数法的相位解缠算法，该类算法的主要思路是将相位解缠转化为最小范数进行求解。

枝切(BranchCut)法是基于路径跟踪的相位展开法的经典相位解缠算法，但由于枝切法只利用了相位干涉图像的留数信息，使得使用该算法枝切线会形成闭环回路或枝切线放置位置不当而导致噪声传递的现象；基于最小范数的相位解缠法的代表算法是最小二乘法，该最小二乘法利用相位解缠梯度和缠绕相位梯度的最小均方差实现相位解缠，从整体上提高了相位解缠的精度，并具有较高的稳定性，但是该算法计算量大，而且实现起来需要大量时间。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于全局最小均方算法的雷达相位解缠方法，该方法主要针对自适应信号预测系统的输入输出均存在噪声的情况，得到雷达相位解缠结果，实现本发明目的。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

基于全局最小均方算法的雷达相位解缠方法，其特征在于，包括以下步骤：