机载干涉SAR定标参数敏感度分析

论文摘要

机载合成孔径雷达（SAR）干涉测量（InSAR）技术是获取数字高程模型（DEM）的手段之一,SAR干涉系统的参数偏差对DEM的精度影响很大,故需要对这些偏差进行修正,即进行所谓的干涉定标。在干涉定标中,首先需要确定反映了干涉系统参数与高程关系的地面目标位置高程模型,然后通过相应的计算与分析获得各干涉系统参数对高程的影响程度,确定干涉定标参数,因此选用合适的目标位置高程模型,确定机载干涉SAR定标参数的敏感度模型以及对系统参数的高程敏感度进行分析对SAR干涉定标至关重要。鉴于此,本文主要对目标位置模型和干涉参数的敏感度模型进行了研究和分析,主要内容如下：1.介绍建立目标位置模型的相关基础理论知识,并在此基础上分析在机载情况下以平地代替地球表面对机载干涉SAR测量的影响。然后对机载SAR干涉测量中常用的正侧视SAR的两种观测方式,即正侧视和斜侧视它们的概念进行了进一步说明,最后,由于在机载SAR干涉测量过程中,载机的位置及状态的记录涉及WGS-84坐标系和ENU坐标系,而干涉测量结果数据多采用SCH坐标系记录,为了便子使用和计算,给出了SCH坐标系到WGS-84坐标系的转换关系。2.首先阐述了正侧视下的目标高程模型,对于斜侧视,首先对视向量的正交分解方法进行了介绍和对比,其中Malloqui等人提出的视向量正交分解方法更能易于理解和进行后续推导。最后,对球面波和平面波进行了分析,并推导出了两种情形下的高程敏感度方程。3.采用模拟数据,分别对正侧视和斜视下的目标高程模型进行了高程计算,得出当载机存在姿态角时,则不能继续使用正侧视下的模型进行计算；此外,载机姿态角中,侧滚角对目标高程的影响最大,其次是俯仰角。最后通过数据计算了系统参数的高程敏感度,并结合现有的研究者的计算结果,确定了在SAR干涉定标中的定标参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 机载SAR系统简介
• 1.2 SAR干涉定标意义与目的
• 1.3 SAR干涉定标介绍
• 1.3.1 干涉定标方法介绍
• 1.3.2 干涉定标工作流程介绍
• 1.4 SAR干涉定标研究现状
• 1.5 本文主要研究内容与章节安排
• 第二章 干涉SAR目标三维位置模型基础理论
• 2.1 InSAR测量基本原理
• 2.2 正侧视和斜侧视的概念
• 2.3 坐标系定义与转换
• 2.3.1 基本概念说明
• 2.3.2 WGS-84、ENU和SCH坐标系概念
• 2.3.3 SCH坐标系与WGS-84坐标系转换
• 第三章 干涉SAR定标参数敏感度模型
• 3.1 正侧视目标位置高程模型
• 3.2 斜侧视目标位置高程模型
• 3.2.1 视向量正交分解方法
• 3.2.2 目标位置高程模型推导
• 3.3 高程敏感度方程
• 3.3.1 球面波与平面波
• 3.3.2 基于平面波与球面波的高程敏感度方程
• 第四章 数据计算与分析
• 4.1 正侧视与斜侧视目标高程模型计算与结果分析
• 4.1.1 目标位置高程计算
• 4.1.2 结果分析
• 4.2 系统参数敏感度计算
• 4.3 结论分析
• 4.3.1 正/斜视下目标高程模型分析
• 4.3.2 系统参数的高程敏感度分析研究
• 4.3.3 现有系统参数敏感度计算结果对比分析
• 4.3.4 SAR干涉定标中定标参数确定
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文主要内容的总结
• 5.2 下一步工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果