基于高程误差空间分布特征的星载SAR干涉测量检校方法研究

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干涉测量检校技术是提升In SAR生产DEM产品精度的重要途径。传统最小二乘方法使用多参数建模进行干涉测量检校,参数耦合性强,无法确保误差估计的稳健性。基于此,本文深入研究了干涉参数误差的空间分布特征,分析了高程误差对基线、干涉相位的直接、间接影响,提出一种改进的星载SAR干涉测量检校方法,有效地解决了干涉参数误差耦合问题。同时,本文将为我国L波段差分干涉SAR(陆探一号,LT-1)卫星的全球多云多雨区1:5万比例尺地形图数据收集任务提供技术参考。本文主要研究成果如下:(1)研究了In SAR地形测绘的工程化方法。本文提出的In SAR地形测绘的工程化方法共九个步骤,依次为:配准、计算干涉条纹图与相干系数图、去除平地相位、干涉图滤波、相位解缠、恢复绝对相位、相高转换、地理编码、精度评价。本方法将广泛适用于LT-1的In SAR流程化生产DEM的过程中。(2)研究了基于高程误差空间分布特征的星载SAR干涉测量检校方法。本文考虑到星载SAR干涉参数的高程误差分布特性差异,将星载SAR干涉参数误差分为绝对相位误差和基线误差两个独立误差,分别检校,避免了干涉参数的误差耦合问题。其中,In SAR绝对相位误差估计方法是利用大量高精度ICESat激光测高数据,解算目标点处的绝对相位,通过解缠相位、平地相位估计出绝对相位的整周未知数,达到补偿干涉相位误差的目的。而In SAR基线误差检校方法则将基线误差分解为平行基线误差和垂直基线误差,先利用斜坡误差项对平行基线误差进行解算,再根据干涉几何关系对垂直基线误差进行解算,最后完成对原始基线的修正,同时也避免了这两个基线分量的误差耦合问题。(3)研究了干涉测量检校模型的精度验证方法。实验一针对基线本身的精度提出一种用仿真SLC数据添加不同误差验证基线检校模型修正精度的方法,结果表明,本方法平均可以修正96.86%平行基线误差和83.8%垂直基线误差。实验二用Terra SAR-X/Tan DEM-X卫星在大同市的干涉数据进行了可行性验证,结果表明:检校后高程中误差降低至少31%,最差精度达到3.5 m。实验三,用新疆的XX卫星的远近波位干涉数据进行了普适性验证,结果表明:检校后高程中误差至少降低7.89 m,约72.12%。综上所述,本文提出的基于高程误差空间分布特征的星载SAR干涉测量检校方法是有效可行的,将为LT-1地形测绘任务提供技术参考。该论文有图50幅,表17个,参考文献85篇。
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