一种匹配测度自适应的SAR图像配准算法

复图像配准的关键是选择合适的匹配测度函数,但匹配测度函数对不同地形的适应性有待于研究。本文首先对比分析复相关系数法和频谱极大值法在机栽SAR山地和平地数据的精度。然后针时频谱极大值法和复相关系数法在不同地形的适应情况,提出基于外部DEM自适应选取配准测度函数的SAR图像匹配算法。最后,给出复图像配准算法的实现步骤,复杂地区的实测数据验证了算法的有效性。     

基于谱运算的复相关函数法在干涉复图像配准中的应用

复图像配准是干涉SAR处理中的关键步骤之一,要求配准精度达到0.1个像元的水平,而控制点的精确定位是复图像配准中的核心环节.尽管前人提出采用复相关系数法、信噪比法、平均扰动函数法等算法,但他们都是基于滑动窗口的算法,运算效率低.在分析前人算法的基础上,引入基于谱运算的复相关函数算法实现控制点的亚像元级精确定位,分析比较了算法的计算复杂度.应用该算法对我国某地区ERS-2的SLC数据进行了实验,生成了干涉图像,并进行了相干性分析,证明了该算法的可行性和稳健性.实验研究证明即使在主从图像时间间隔较大、相干性差的情况下,应用该算法也能获得干涉条纹图.     

星载SAR复数图像的配准

星载干涉雷达测量已经被证实用于生成大范围（乃至全球）的DEM或监测地表位移具有广阔的应用前景，其中SAR复数图像序列的精确配准是保证生成有效干涉相位图的重要环节之一。本文分析了卫星InSAR系统中所涉及的几种坐标系统变换问题，并提出了基于此的几何配准方案，即基于卫星轨道状态矢量、SAR成像几何进行配准的算法；同时，还设计了基于几何配准结果和能量影像相关技术的配准算法，最后使用ERS－1／2、JERS－1和RADARSAT卫星获取的3种SAR复数图像对分别做几何配准和相关配准试验和比较，并对卫星SAR图像质量和轨道数据质量作了定性分析。     

基于相关匹配和最大谱图像配准相结合的InSAR复图像配准方法

InSAR复图像配准是合成孔径雷达干涉3维成像技术中的重要步骤之一。为了获得高精确度的测量结果，要求两幅复图像之间配准达到亚像素级配准精确度。提出了一种将相关匹配和最大谱图像配准相结合的配准新方法。在相关匹配进行粗配准的情况下，通过插值所选控制点的值，并采用最大谱图像配准方法以亚像素单元进行精配准，其配准精确度达到亚像素级。实验结果证实了所提出方法的有效性。     

共享内存环境下的干涉合成孔径声呐复图像配准及优化方法

提出了一种共享内存环境下的干涉合成孔径声呐（interferometric synthetic aperture sonar，InSAS）复图像配准优化方法。首先在分析复图像配准算法各处理步骤计算特点和并行性的基础上，针对粗配准和精配准计算中大量的滑动窗口计算操作，根据相邻窗口数据之间的关系进行了计算方法优化设计；然后采用OpenMP指令对粗配准、精配准、复图像插值和干涉相位提取计算步骤进行了并行化设计和计算任务分配，以充分利用多核计算资源加速复图像配准过程；最后通过InSAS复图像的并行配准试验验证了所提方法的正确性和高效性。     

干涉合成孔径雷达（INSAR）复图像配准方法

合成孔径雷达干涉测量技术是使用图像中的相位信息来提取高精度的数字地面高程模型。精确的图像配准是合成孔径雷达干涉技术提取数字高程模型的关键步骤之一，配准质量将直接影响提取的地面高程的精度。配准按照其精度分为粗配准和精配准。文中采用基于幅度互相关函数法完成图像的粗配准。在粗配准的基础上，使用最小二乘配准算法进一步提高配准的精度。实际数据处理表明，配准精度能够满足INSAR数据处理的要求。     

基于卫星精密轨道数据的复图像对精确配准

图像精确配准是InSAR数据处理中关键步骤之一。在介绍复图像对配准过程后,利用Doris软件逐步实现复图像对粗配准、精配准;深入分析配准过程中相干系数的变化,总结干涉条纹图、相干图特点,证实基于精密卫星轨道数据可以实现图像对精确配准的可行性。     

混合三角网极化干涉SAR影像配准

以常用SAR影像三步配准法为基础,针对国产机载X波段极化干涉SAR影像的变形特点,提出了一种分块格网与三角网相结合的极化干涉SAR配准方法。首先,在影像分块的基础上利用最大-次大相干系数识别不可靠点;再用三角网限制配准误差传播;最后,进行配准模型系数求解。实验结果表明,所提出的改进方法相比于普通方法,提高了极化干涉SAR影像的配准精度,有效地改善了主辅影像的干涉质量,适用于新型国产机载极化干涉SAR数据的后处理。     

干涉雷达复图像配准与干涉纹图的增强

干涉雷达复图像之间的精确匹配技术是提高雷达干涉测量精度的关键之一。首先讨论了干涉雷达复图像配准过程中所要考虑的问题,然后给出了一个切实可行的配准方法,并把该方法应用于新疆喀拉卡什ＳＩＲ－Ｃ／Ｘ－ＳＡＲＬ波段干涉数据处理。干涉雷达复图像配准之后可以生成干涉纹图,为了消除干涉纹图中的噪声,尝试了中值波波和方向平滑两种方法。     

机载双天线InSAR复图像自动配准研究

干涉雷达复图像之间的精确配准是提高雷达干涉测量精度的关键之一。对于机载双天线干涉雷达系统,精确的地形高程测量需要精确的干涉相位来保证,从而要求干涉复图像在亚像元级的精确配准。为了使两幅机载双天线InSAR复图像之间配准精度达到亚像元级以及提高运算效率,在分析前人算法的基础上,分别采用基于快速傅里叶变换(FFT)复相关精配准算法以及基于过采样图像的精配准方法对机载双天线InSAR复图像进行精配准试验和比较,生成了干涉条纹图,并进行了相干性分析。试验结果表明,机载双天线复图像相干性很高、偏移量较小;对于机载双天线复数据而言,这两种方法都可以有效地实现复图像数据的高精度配准,但是从配准精度以及算法运行时间来看,基于FFT的复相关精配准算法较优,运算效率更高,且更具实用性。     

Coregistration Based on Three Parts of Two Complex Images and Contoured Windows for Synthetic Aperture Radar Interferometry

The coregistration of complex image pairs is a very important step in synthetic aperture radar interferometry (InSAR) data processing. This letter proposes a novel coregistration method that only needs three arbitrary parts of the two complex images instead of four parts in the existing coregistration methods. This method constitutes an integrated three-part method for InSAR data processing with our contoured-correlation-interferometry method for phase-image generation. Saving one part transmission makes a significant advantage when processing SAR images on satellites. Furthermore, we demonstrate that, by means of using fringe contoured windows instead of squared windows, the accuracy of the coregistration for both the three-part coregistration method and the existing methods can be improved considerably     

利用SAR影像配准偏移量提取地表形变的方法与误差分析

单一的InSAR观测技术可提取地表沿雷达视线方向(LOS)上的一维位移,而利用SAR影像配准过程中的同名像素偏移量可提取地表沿雷达方位向(近南北向)与距离向(近东西向)的二维形变场,与LOS方向的一维形变形成优势互补。本文在分析SAR影像配准偏移量提取地表形变场方法的基础上,推导建立了雷达方位向与距离向形变提取的误差模型,探讨了该方法提取地表形变的主要误差源。以Bam地震ASAR影像和玉树地震PALSAR影像为数据源,分别开展同震形变场的提取与误差分析试验,结果表明,基于SAR像素配准偏移量提取同震形变场的精度主要受匹配窗口尺寸与过采样因子影响,形变提取误差随匹配计算窗口的增大而减小,形变提取精度随过采样因子的增大有适量提高,地形起伏效应在高差较大的SAR影像区域中表现较为显著。     

实时轨道条件下Sentinel-1卫星影像干涉配准

Sentinel-1卫星步进扫描模式干涉处理方位向配准精度要求达到0.001个像素，通常在精密轨道条件下采用几何配准联合增强谱分集完成影像的配准。但Sentinel-1卫星精密轨道发布较晚，而实时轨道精度较低，几何配准后易导致增强谱分集相位缠绕。为了进一步修正实时轨道条件下的几何配准结果，满足卫星干涉实时处理的需要，选取以点目标为中心的窗口进行相关配准，并对多组Burst配准结果进行拼接处理，以提高相关配准算法的可靠性和精度，确保配准精度满足增强谱分集的要求。     

Optimum Data Vector Approach to Multibaseline SAR Interferometry Phase Unwrapping

Phase unwrapping is a key problem not only in all quantitative applications of synthetic aperture radar (SAR) interferometry but also in other fields. In this letter, a new phase unwrapping approach is investigated. Our study is based on the model of the optimum data vector. In order to autocoregister the SAR images, the proposed method takes advantage of the multibaseline optimal weighted joint data vector by extracting all the coherence information available in the neighboring pixels. Moreover, the method employs the projection of the joint signal subspace onto the corresponding noise subspace to estimate the unwrapped interferometric phases (or the terrain heights). The proposed method can accurately determine the dimensions of the noise subspace and provide the robust unwrapped interferometric phases even in the presence of the large image coregistration errors. Moreover, the multibaseline processing idea is a combination of data optimization, image coregistration, interferogram filtering, and phase unwrapping.     

基于参考DEM的机载InSAR定标方法

研究无人工靶标的干涉定标方法对促进机载InSAR技术在山区等复杂地形的测绘、制图等定量应用有重要的实用价值。本文提出一种新的基于参考DEM的干涉定标方法,在InSAR定标中用已知高程精度的参考DEM与待定标的InSAR系统生成的DEM进行比较,利用参考DEM模拟SAR图像,获得大量定标所需的控制点坐标来建立敏感度矩阵,并对敏感度方程的解算进行了改进,同时将干涉处理与定标过程相结合,改进了干涉处理过程,最后得到定标后的干涉参数并生成DEM,利用机载数据进行了实验验证,并分析了无人工靶标干涉定标实验结果的误差。     

密集残差点区域的解缠算法

针对其他路径跟踪相位解缠算法对密集残差点的干涉图像解缠的不足,提出适用于残差点不同分布的两种路径跟踪相位解缠算法:区域分片连接法和中心扩展搜索法.这两种方法能有效地避免过长的枝切线和残差点的多次连接,既提高了解缠精度,又保留了路径跟踪法在运算速度上的优势.将上述方法应用于ENVISAT-ASAR图像,结果证明了本文方法是一种有效的InSAR处理方法.     

基于有理多项式模型的星载高分InSAR影像制作数字高程模型的研究

合成孔径雷达干涉测量是一种利用SAR影像复数据的相位信息提取地面三维信息的技术,它通过获取地面目标在两幅SAR影像上的相位差值来解算该点的三维坐标。有理多项式（RPC,Rational Polynomial Coefficient）模型作为一种数学意义上的几何模型,它独立于传感器和平台,简单且具有通用性,可建立地面任意坐标与影像空间的关系。本文在RPC模型用于替代星载SAR的距离多普勒模型和星载InSAR的干涉相位方程基础上,研究 RPC模型应用于星载高分辨率InSAR影像制作DEM的可行性和精度。利用兰州COSMO-SkyMed数据和资源三号三线阵数据制作的DEM为参考数据进行实验验证,RPC模型用于InSAR技术生成的DEM,中误差为7.55米。     

基于几何配准的多模式SAR影像配准及其误差分析

星载合成孔径雷达影像干涉处理时所需方位向配准精度因成像模式的差异而有所不同,目前在精密轨道条件下以几何配准为基础辅以影像信息的配准方案因其严格的理论模型和较高的精度成为干涉处理的首选。本文以TerraSAR-X影像为例,论证了不同成像模式影像所需的配准精度和卫星轨道精度,并通过理论分析和试验证明了精密轨道条件下,利用几何配准即可满足TerraSAR-X等卫星的条带模式影像干涉处理的需要;聚束模式影像需要在几何配准的基础上利用影像相干性或谱分集进一步优化配准结果。鉴于增强谱分集偏移量估计精度最高,本文进一步利用增强谱分集对比分析了不同轨道不同DEM条件下的几何配准误差。研究结果表明:卫星轨道切向误差是几何配准的主要误差源,目前常用3种DEM几何配准差异远小于0.001个像素,均可满足Sentinel-1影像干涉配准的需要。