[发明专利]针对SAR数据高噪声及大梯度变化区域的相位解缠方法有效
申请号: | 202110823529.3 | 申请日: | 2021-07-21 |
公开(公告)号: | CN113552565B | 公开(公告)日: | 2023-07-18 |
发明(设计)人: | 高延东;张艳锁;张书毕;李世金 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学 |
主分类号: | G01S13/90 | 分类号: | G01S13/90 |
代理公司: | 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 李悦声 |
地址: | 221116 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 针对 sar 数据 噪声 梯度 变化 区域 相位 方法 | ||
1.一种针对SAR数据高噪声及大梯度变化区域的相位解缠方法,所述方法具体包括以下步骤:
步骤S1,收集需要提取高程量或微小形变量地区的SAR数据,对SAR数据进行预处理得到干涉相位图;通过改进的修正矩阵束模型对干涉相位图所有像元的局部频率进行估计,改进的修正矩阵束是在修正矩阵束模型的奇异值处理步骤中替用一阶Butterworth低通滤波器对分解后得到的每一个奇异值赋予不同的权值来实现信号重构,从而获取准确的局部频率,以此对干涉相位图中所有像元的方位向和距离向的相位梯度进行估计:局部频率估计窗口的大小根据干涉图像元相位均方差自适应选择,窗口包括小的窗口和大的窗口,像元的干涉相位均方差反映条纹的密集程度,条纹密集则均方差大,利用小的窗口进行局部频率估计以免破坏局部条纹平稳的假设;条纹稀疏则均方差小,利用大的窗口进行局部频率估计,既满足局部条纹平稳的假设,又增加了样本点数量,提高了频率估计结果的准确性;
步骤S2,由于局部频率估计结果不存在大的跳变,当局部频率估计结果出现明显的不连续时,则认定该像元的频率估计结果存在误差,需要进行相应地修正,利用下式从距离向和方位向上分别对频率估计结果的连续性进行计算和检测;
式中M为与判定连续性窗口大小相关的参数,M=3,即表示判定连续性窗口大小为(2M+1)×(2M+1)=7×7;u和v表示局部窗口内像元偏离k位置中心像元的程度,和分别表示干涉相位图中k位置中心像元的频率估计结果在距离向和方位向的可信值,fx和fy分别是距离向和方位向上的频率估计结果;
步骤S3,根据求得的可信值和设置阈值,分别设置为和其中和为的最大值和的最大值,利用下式将干涉相位图中k位置中心像元的频率估计结果优化为以k位置像元为中心的窗口(2M+1)×(2M+1)范围内所有像元频率的平均值:
其中和表示修正后干涉相位图中k位置中心像元在方位向和距离向的窗口范围内所有像元频率的平均值,从而解决了局部频率估计结果存在异常值的问题;
步骤S4,建立无迹Kalman滤波相位解缠观测方程的自适应平方根模型,并利用无迹Kalman滤波相位解缠观测方程的自适应平方根模型获得相位解缠起始像元;首先计算自适应平方根无迹Kalman相位解缠模型的Sigma采样点及其权值系数;将Sigma点通过无迹Kalman滤波相位解缠状态方程计算传播后均值和误差协方差的平方根,利用误差协方差阵的平方根形式替代协方差阵进行递推计算,从而保证了误差协方差阵的非负定性,提高了数值的稳定性,并且在计算中只需要存储和运算平方根因数,从而降低计算负担;
步骤S5,计算无迹Kalman滤波相位解缠观测方程的自适应平方根模型的量测预测值、量测预测值协方差平方根和状态与量测间的互协方差;其中采用测量噪声等价协方差平方根阵原理,引入自适应因子,实现对测量噪声协方差平方根的异常值分离和自适应修正,进而提高平方根无迹Kalman相位解缠模型的精度;
步骤S6,计算无迹Kalman滤波相位解缠观测方程的自适应平方根模型的滤波增益;利用求得的Kalman滤波增益矩阵对状态估计及其协方差平方根进行更新,获取鲁棒性更好的无迹Kalman相位解缠模型;
步骤S7,通过基于堆排序的有效质量指导策略对干涉相位图进行逐个相位展开,将干涉复数信号所有像元的相位质量,即质量图作为指导策略,以最大堆作为数据结构,通过不断更新最大堆的节点来实现对质量图的排序,保证了相位解缠过程一直从高质量像元向低质量像元计算;干涉相位图中每一个像元的质量是由相干系数表示,相干系数位于区间[0,1],相干系数越大则代表像元的质量越高,相反若相干系数越小则代表像元的质量越低,所有像元的相干系数组合在一起即为质量图;重复步骤S4-步骤S6,直到干涉相位图中所有像元都被解缠。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国矿业大学,未经中国矿业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202110823529.3/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 数据显示系统、数据中继设备、数据中继方法、数据系统、接收设备和数据读取方法
- 数据记录方法、数据记录装置、数据记录媒体、数据重播方法和数据重播装置
- 数据发送方法、数据发送系统、数据发送装置以及数据结构
- 数据显示系统、数据中继设备、数据中继方法及数据系统
- 数据嵌入装置、数据嵌入方法、数据提取装置及数据提取方法
- 数据管理装置、数据编辑装置、数据阅览装置、数据管理方法、数据编辑方法以及数据阅览方法
- 数据发送和数据接收设备、数据发送和数据接收方法
- 数据发送装置、数据接收装置、数据收发系统、数据发送方法、数据接收方法和数据收发方法
- 数据发送方法、数据再现方法、数据发送装置及数据再现装置
- 数据发送方法、数据再现方法、数据发送装置及数据再现装置