干涉合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)技术是一种高精度对地观测技术,能够实现全天时、全天候的对地观测,因而在测绘领域具有广泛的应用。低频超宽带(Ultra-Wideband,UWB)InSAR由于其所具有的穿透性,常被用于叶簇覆盖下的地形测绘。相比普通的InSAR系统,低频UWB InSAR在数据处理过程中会遇到一些不同的问题。本文以重轨低频UWB InSAR数据处理中的关键技术为研究对象,重点对其中的图像配准、相位解缠以及绝对相位估计等内容进行了研究。提出了一些高效的处理方法,显著的提高了数据处理的性能。论文主要内容概括如下:1、研究了InSAR图像配准问题。通过分析InSAR图像对之间的几何关系,建立了图像对之间存在的相对偏移量的数学模型。理论分析结果表明,系统的相对带宽越大,InSAR图像对之间存在的相对偏移量也越大。对于相对带宽大于0.2的低频UWB InSAR数据,图像对之间的配准模型不能使用简单的低阶多项式模型进行拟合,而必须采用非函数模型。基于以上结论,本文提出了针对低频UWB InSAR数据的配准算法。此外,本文根据配准得到的偏移量计算出一个参考相位,称之为配准相位,并将其从干涉相位中减去。将得到相位称之为失配相位,代表其与配准误差相关。为了评估配准精度,本文提出基于失配相位评估配准精度的方法。相比传统的方法,其评估结果更加直观与准确。2、研究了基于图论的干涉相位解缠算法。基于L1-norm的相位解缠问题可通过经典的最小费用流相位解缠算法求解(Minimum Cost Network Flow Phase Unwrapping Algorithm,MCF),具有实现简单,解缠质量高的优点。然而,传统的MCF算法具有很高的运算复杂度。为了解决这一问题,本文对与相位解缠问题相关联的费用流网络模型以及最优的解缠结果的特性进行了分析。结果表明,MCF的解缠结果中仅存在偶极子切线,从而将最小费用流解缠问题转化为了在带权二分图上求解最小权完美匹配(Minimum Weight Perfect Matching,MWPM)的问题,并由此提出了MWPM相位解缠算法。相比MCF算法,MWPM具有更小的解缠复杂度与相同的解缠精度。3、研究了快速的最小不连续相位解缠算法。由于图论算法具有超过二阶的多项式运算复杂度,因而不适用于残差点密度较高的相位图。对于这种情况,本文选择了另外一种L1-norm相位解缠算法,即Flynn的最小不连续相位解缠算法。虽然Flynn算法同样存在运算复杂度高的问题,但经过仿真实验发现,该算法的运算复杂度主要取决于图像的尺寸以及其中所包含的不连续点数量。基于此,本文提出了首先对相位图进行快速的预解缠以消除大部分的相位条纹,再对预处理结果采用Flynn算法进行解缠的方法。由于预解缠消除了大部分的相位不连续,再采用Flynn算法进行解缠时,效率得到很大提高。此外,对于低频UWB InSAR数据,本文分析了失配相位的特性,指出其仅在少数区域存在缠绕的相位条纹的特性。这表明了采用Flynn算法对失配相位进行解缠具有很小的运算复杂度。基于此,本文通过Flynn算法快速解缠失配相位来得到解缠干涉相位,提高了低频UWB InSAR相位解缠的效率。4、研究了大尺寸低频UWB InSAR干涉相位解缠的问题。针对失配相位在高相干区域几乎不存在相位缠绕的特性,提出了一种基于图像分割的失配相位分块解缠方法。该方法基于相干系数以及失配相位的相位取值,将失配相位图分割为高质量与低质量区域。其中高质量区域代表不存在相位缠绕的高相干区域。而存在相位缠绕与残差点的低质量区域则被高质量区域分割成的多个不规则子块。本文所提的方法通过对这些子块的解缠,实现了对大尺寸失配相位的分块解缠。实测数据的实验结果表明该算法能够有效的将大尺寸的相位解缠问题分解为多个子块的解缠,且具有很高的运算效率。5、研究了干涉相位解缠后的残余相位模糊估计问题。传统的谱分割算法与残余偏移量估计(residual delay estimation,RDE)算法实现过于复杂或者运算复杂度过高。本文基于失配相位的分布特性,提出了直接利用失配相位在高相干区域的解缠结果估计残余相位模糊的方法。该方法实现简单,且理论分析与实验结果还表明,该方法与RDE算法具有相同的估计精度,但运算复杂度却远小于RDE算法。