一种地基sar大气干扰相位校正方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地基SAR干涉测量领域，特别是一种地基SAR大气干扰相位校正方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 大气干扰是由于雷达电磁波信号传播过程中穿越大气层，而时空变化的大气压 力、温度、湿度导致不同的相位延迟所引起的。大气干扰严重影响着雷达干涉测量形变反演 的精度与可靠性，一直是阻碍InSAR干涉测量应用发展的重要因素之一。现有的InSAR大气 干扰相位校正方法主要分为两大类：（1)基于外部辅助数据(2)基于干涉相位本身。基于外 部辅助数据的方法主要有基于地表气象数据的建模、基于GPS数据反演大气干扰相位、基于 空间辐射计测量法等，这些基于外部辅助数据的相位校正方法主要受辅助数据低空间分辨 率的影响，校正效果往往不能十分理想。基于干涉相位本身的校正方法有干涉相位滤波法、 基于时间序列SAR图像的校正方法和基于稳定控制点的大气干扰相位校正算法，其中干涉 相位滤波法、基于时间序列SAR图像的校正方法又面临着分离大气干扰相位与非线性形变 的难题，故目前应用最多的InSAR大气干扰相位校正方法是基于稳定控制点的大气干扰相 位校正。
[0003] Linhsia Noferini等人在2005年提出的利用永久散射体(PS)分析的方法进行大 气干扰相位校正，通过对试验数据分析，针对简单场景和复杂场景建立了一阶、二阶大气相 位估计模型，通过实测数据验证了算法良好的校正效果。但该方法是建立假定大气相位延 迟在方位向一致的条件下提出的，未考虑复杂情况下大气干扰相位在方位向的空间变化特 性，会使得空变大气干扰相位校正过程中出现方位向欠校正的问题。
[0004] 非专利文南犬 1 :Linhsia，N.，Massimiliano，P.et .al ·，"Permanent Scatterers Analysis for Atmospheric Correction in Ground-Based SAR Interferometry"，IEEE Transa-ctions on Geosicence and Remote Sensing.,2005,43(7),pp.1459-1471.
[0005] 非专利文献2 :Rub6n，I ·，Xavier，F·，Albert，A·，"Atmospheric Phase Screen Compensation in Ground-Based SAR With a Multiple-Regression Model Over Mountain-ous Regions'，，IEEE Transactions on Geosicence and Remote Sensing., 2014,52(5)，pp.2436-2449·。
[0006] 现有的地基SAR大气干扰相位校正算法主要有干涉相位滤波法、基于时间序列SAR 图像的校正方法，基于外部辅助数据的校正方法和基于稳定控制点的大气干扰相位校正方 法，其中干涉相位滤波法、基于时间序列SAR图像的校正方法又面临着分离大气干扰相位与 非线性形变的难题，基于外部辅助数据的相位校正方法主要受辅助数据低空间分辨率的影 响，校正效果往往不能十分理想。而现有的基于稳定控制点的大气干扰相位校正算法，是在 假定大气相位延迟在方位向一致的条件下提出的，存在大气干扰相位方位向欠校正的问 题。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述问题，本发明提供了一种不引入外部辅助数据而依靠干涉相位本身 进行空变大气干扰相位校正的地基SAR大气干扰相位校正方法及装置。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[0009] -种地基SAR大气干扰相位校正方法，其特征在于，
[0010] S1:建立地基SAR差分干涉相位模型，所述地基SAR差分干涉相位模型表示为：
[0011]
[0012] 其中，为主图像j和从图像i的干涉相位，巧_为主从图像采集过程中产生的 形变相位，Φ Atm。」-Φ Atm。」为大气干扰相位，供_为噪声相位；
[0013] S2:对所述地基SAR干涉相位模型进行滤波处理，以滤除其中的噪声相位；
[0014] S3:从滤除噪声相位的地基SAR差分干涉相位模型中筛选出强永久散射体，其中， 所述强永久散射体为形变相位为零的稳定控制点；
[0015] S4:对步骤S3中筛选出的强永久散射体进行双向曲线拟合操作，以得到完整的大 气干扰相位，其中所述双向曲线拟合包括距离向曲线拟合以及方位向曲线拟合；
[0016] S5:根据步骤S1中的地基SAR差分干涉相位模型和步骤S4中的所述大气干扰相位 求得形变相位，以进行大气干扰相位校正。
[0017] 作为优选，所述滤波方法为加权圆周期中值滤波，其中加权系数为
[0020]作为优选，步骤S3中筛选出所述强永久散射体的步骤包括：
[0021 ] S31:利用第一特定范围内的相关系数初步筛选出永久散射体的候选点；
[0022] S32:通过第二特定范围内的振幅离差指数，从所述永久散射体的候选点中探测出 永久散射体，以作为强永久散射体的候选点；
[0023] S33:利用时序SAR复图像的平均相关系数从所述强永久散射体的候选点中筛选出 强永久散射体。
[0024] 作为优选，所述第一特定范围为(0.8,1)，所述第二特定范围为(0,0.25)。
[0025] 作为优选，步骤S33包括：
[0026] S331:求解出以所述强永久散射体的候选点为中心，半径为第一半径的一圆形区 域内永久散射体的干涉相位的空间统计平均值g，其中，
[0027]
,其中，Μ为强永久散射体的候选点的个数；
[0028] S332:根据S231中求解出的所述空间统计平均值，求解各所述强永久散射体的候 选点的时序相关系数
[0029] S333:通过使所述强永久散射体的候选点的相关系数等于选定的随机相位概率密 度和强永久散射体的候选点的相位概率密度函数的加权之和，以确定筛选出所述强永久散 射体时间相关系数的阈值；
[0030] S334:根据步骤S333中所确定的阈值从所述强永久散射体的候选点中筛选出强永 久散射体。
[0031] 作为优选，步骤S3还进一步包括对所筛选出的强永久散射体进行空间插值处理。 [0032]作为优选，步骤S3中的采用的插值方法为反距离加权法。
[0033]作为优选，在所述步骤S4中，对步骤S3中的插值后的强永久散射体进行双向曲线 拟合操作，以得到完整的大气干扰相位。
[0034]作为优选，步骤S4中的双向曲线拟合操作包括以下步骤：
[0035] S41:对步骤S3中的插值结果进行距离向曲线拟合，以确定距离向的大气干扰相 位；
[0036] S42:基于步骤S41的距离向曲线拟合，进行方位向曲线拟合，以得到完整的大气干 扰相位。
[0037]本发明还提供了一种应用如上所述的地基SAR大气干扰相位校正方法的装置，所 述装置包括：
[0038] 模型建立单元，其用于建立地基SAR差分干涉相位模型，所述地基SAR差分干涉相 位模型表示为：
[0039]
[0040] 其中，△气，为主图像j和从图像i的干涉相位，为主从图像采集过程中产生的 形变相位，为大气干扰相位，为噪声相位;以及
[0041] 滤波单元，其配置为对所述模型建立单元所建立的地基SAR干涉相位模型进行滤 波处理，以滤除其中的噪声相位；
[0042] 筛选单元，其配置为从所述滤波单元的滤波结果中筛选出强永久散射体，其中，所 述强永久散射体为形变相位为零的稳定控制点；
[0043] 拟合单元，其配置为对筛选单元所筛选出的强永久散射体进行双向曲线拟合操 作，以得到完整的大气干扰相位；
[00