[发明专利]一种基于序贯平差的InSAR时序地表形变监测方法

说明书

本发明公开了一种基于序贯平差的InSAR时序地表形变监测方法，首先获取研究区域的历史形变结果，包括时序形变，形变速率和地形残差；当有新影像观测数据加入时，利用序贯平差结合新InSAR观测数据及历史数据结果对形变成果进行更新以达到整体解算的目的。该方法突破了常规计算过程，巧妙的利用已经求解结果的历史观测数据，当有新的观测数据加入时，无需融合所有数据进行整体解算，利用序贯平差的计算思想，仅利用历史解算结果作为解算基础，结合新观测数据进行解算，即可达到整体解算的目的，其计算效率大大提高。

技术领域

本发明属于基于遥感影像的大地测量领域，特别涉及一种基于序贯平差的InSAR时序地表形变监测方法。

背景技术

合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,SAR，InSAR)在监测地表形变方面具有全天候，全天时，大范围，高精度与高空间分辨率等特点，已经被广泛应用于监测地表形变领域。然而InSAR技术易受时空失相关，大气误差及高程残差等影响，使得InSAR技术在应用过程中受到一定限制。多时相InSAR(Multi-temporalInSAR，MT-InSAR)技术对同一研究区域时域上的一系列差分干涉影像进行整体处理，以达到消除或减弱相关误差对地表形变监测的影响。

随着技术的发展，SAR卫星重访周期不断缩短，分辨率不断提高。海量SAR数据为MT-InSAR提供数据基础的同时，也给快速、高效的形变结果解算带来了挑战。对于传统MT-InSAR技术，每获取一景新影像时，都需将新影像和历史影像进行整体解算，计算效率较低，冗余度大。

发明内容

本发明提出了一种基于序贯平差的InSAR时序地表形变监测方法，该方法在动态InSAR时序地表形变监测中可实现快速、高效的形变结果解算。

一种基于序贯平差的InSAR时序地表形变监测方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待监测的地表区域N+1幅时序SAR影像，并获得对应的M幅历史解缠差分干涉相位图；

步骤2：基于历史解缠差分干涉相位结合和W⁰，求解待监测区域的历史时序形变速率v^p,0、历史地形残差

其中，表示地形残差求解系数矩阵，Δt⁰为历史干涉图时间间隔向量，H⁰为历史干涉图对应的高程转换系数向量，W⁰为M×M的单位矩阵；

步骤3：利用去除地形残差相位的M幅历史解缠差分干涉相位结合和W⁰求解历史时序形变相位从而获得历史时序形变

其中，λ表示雷达波长，表示时序形变相位求解系数矩阵，大小为M*N，M是历史解缠差分干涉相位图的数量，矩阵的第k行表示第k幅干涉图，第k行中的第i个元素值为-1，第j个元素值为1，其余元素值均为0，第k幅干涉图是由第i，j两幅SAR影像干涉生成；

先假定时序形变模型为线性模型，建立时序形变速率、地形残差与InSAR数据的观测方程，此时即可求得时序形变速率与地形残差；

在InSAR观测值中将高程残差相位去除，结合最小二乘准则，利用一系列去除地形残差的InSAR观测值求解时序形变。

步骤4：获取新增SAR影像，并从新增的SAR影像中选取满足时空基线阈值的SAR影像对，获取新增的M₁幅解缠差分干涉相位图；

步骤5：利用新增的M₁幅解缠差分干涉相位和待监测区域的W⁰，基于序贯平差求得历史地形残差相关未知参数向量的改正数向量进而得到更新后的地形残差相关未知参数向量即获得了待监测区域更新后的时序形变速率v^p,a和地形残差