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合成孔径雷达干涉差分技术是近年发展起来的一种新的对地观测技术,可以快速大范围地监测和提取地表形变信息。它具有高精度和高分辨率的特点,并且可以与GPS、水准测量、光学遥感做数据融合,为形变监测提供一种新的途径。但是,这种技术应用目前受到了失相关和大气效应两大因素的制约。而基于时间序列点目标分析方法的永久散射体雷达干涉测量技术能够抑制大气效应和去相关,可以将地表形变观测提高到毫米级精度。
虽然永久散射体雷达差分干涉测量技术已经有成功应用的尝试,但是在具体的数据处理流程上,例如永久散射体点的选择、永久散射体模型的构建以及永久散射体相位解缠上还存在一些问题。而相位解缠是永久散射体差分干涉测量技术的核心。所以,本文在研究了永久散射体差分干涉测量技术理论的基础上,重点研究了相位解缠。具体说来,主要完成了以下几个方面的研究并得到了相关的结论。
本文详细分析了差分干涉相位的组成以及地形,位移等对相位的贡献;阐述了永久散射体差分干涉的基本工作流程,包括生成干涉图,利用DEM进行差分,永久散射体点的选择以及利用永久散射体差分干涉模型解算永久散射体点的形变模型。其中重点推导了永久散射体差分干涉相位解缠的模型,为后续利用整数最小二乘方法进行相位解算奠定了基础。
深入研究了整数最小二乘的LAMBDA算法和LLL算法,并且利用MATLAB编制程序实现了该算法。将其应用到永久散射体差分干涉相位解缠中,以模拟数据为例应用了该算法并得到了不错的结果,证明PS—DInSAR能够克服时间基线和垂直基线比较大,DEM误差比较大和大气信号比较差的情况,但是如果平均噪声水平比较大,得出的结果不会很理想。
永久散射体差分干涉相位解缠的核心部分是整数去相关,而整数去相关的重要步骤就是构造近似正交基以及要保持去相关变换后方差协方差矩阵的条件数较小。这样就能够使方差协方差矩阵最大程度的去相关,使得变换后的方差协方差矩阵近似对角,从几何意义上看就是使搜索椭球体尽量接近于标准球体,使球体的主轴最大化平行于网格主轴,能够提高离散搜索的质量和效率。