[发明专利]一种InSAR多基线相位解缠方法

权利要求书

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，...，B_n，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；

(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，...，K_n；

(3)在获得相位梯度模糊度k₁，k₂，...，k_n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；

(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，...，k_n，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；

完成InSAR多基线相位解缠。

2.根据权利要求1所述的一种InSAR多基线相位解缠方法，其特征在于，步骤(1)的具体方式为：

(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k_i、垂直基线B_i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：

3.根据权利要求2所述的一种InSAR多基线相位解缠方法，其特征在于，马尔可夫随机场能量函数E为：

其中，E(φ_i，j)表示在像素点(i，j)处的相位φ_i，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，C_i，j表示与像素(i，j)相邻的相位值集合，s_i，j表示平滑性的权重，c_i，j表示封闭性的权重。

4.根据权利要求3所述的一种InSAR多基线相位解缠方法，其特征在于，步骤(5)的具体方式为：

(501)代入计算得到的相位梯度模糊度k₁，k₂，...，K_n，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，s^r和s^c分别表示权重s在行方向和列方向的权重，c^r和c^c分别表示权重c在行方向和列方向的权重，k^r和k^c分别表示模糊度k在行方向和列方向的模糊度；

(502)E(φ_i，j)是对干涉图中一个相位点φ_i，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：

E(Ψ)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；

φ_i，j表示矩阵φ的第i行第j列元素，Ψ_t表示向量Ψ的第t个元素；

φ_i，j的系数向Ψ_t的映射为：t＝i+N·j，即：

Ψ＝[φ_0，0，φ_1，0，...，φ_1，N-1，...，φ_M-1，N-1]^T

F表示一次系数向量，F_t表示向量F的第t个元素，φ_i，j的系数向F_t的映射为：t＝i+N·j，即：

H表示二次系数矩阵，H_i，j表示矩阵H的第i行第j列元素，φ_l，mφ_p，q的系数向H_i，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。