一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106249236A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610544448.9(22)申请日2016.07.12(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人徐华平冯晴晴单乐尤亚楠(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人杨学明顾炜(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法(57)摘要本发明公开了一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法，步骤一：利用短基线下的两幅SAR图像反演出成像区域地面点的三维坐标信息；步骤二：选取短基线主图像的特征像素点，将每个特征点对应的地面三维坐标和长基线图像的卫星参数代入多普勒方程，寻找满足成像条件的最优解；步骤三：求解每个特征点在长基线SAR图像中的方位向像素位置和距离向像素位置；步骤四：以特征点在短基线主图像中的像素位置为基准，对特征点在长基线图像中的方位向及距离向偏移量进行多项式拟合，从而得到每个像素点的偏移量；步骤五：利用步骤四中得到的偏移量，对长基线SAR图像进行插值和重采样处理，最终生成与短基线主图像图幅一致的配准后图像。CN106249236ACN106249236A权利要求书1/1页1.一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一：利用短基线下的两幅SAR图像反演出成像区域地面点的三维坐标信息；步骤二：选取短基线主图像的特征像素点，将每个特征点对应的地面三维坐标和长基线图像的卫星参数代入多普勒方程，寻找满足成像条件的最优解；步骤三：求解每个特征点在长基线SAR图像中的方位向像素位置和距离向像素位置；步骤四：以特征点在短基线主图像中的像素位置为基准，对特征点在长基线图像中的方位向及距离向偏移量进行多项式拟合，从而得到每个像素点的偏移量；步骤五：利用步骤四中得到的偏移量，对长基线SAR图像进行插值和重采样处理，最终生成与短基线主图像图幅一致的配准后图像。2.根据权利要求1所述的一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法，其特征在于：步骤二具体步骤如下：(1)选取短基线主图像的特征像素点，从第一个图像点开始，在方位向和距离向每隔4个像素点选取一个特征点，使得特征点均匀分布在整幅图像；(2)寻找特征点对应的长基线成像条件的最优解，具体的将长基线图像对应的卫星位置和卫星速度代入由多普勒方程而衍生的函数，并将每个方位向参数所得函数值排序，取最小的那组函数值对应的位置和速度，即为此特征点在长基线成像条件下的最优卫星速度、位置解向量；(3)求出所有特征点的最优卫星速度、位置解向量。2CN106249236A说明书1/7页一种星载InSAR长短基线图像联合配准方法技术领域[0001]本发明涉及星载合成孔径雷达干涉处理领域，具体地说，是指一种针对干涉合成孔径雷达(简称InSAR)的长短基线图像联合配准方法。背景技术[0002]InSAR技术主要是利用两幅或两幅以上同一测绘区域的SAR图像，经干涉处理后得到不同信号之间的相位差，利用相位差和高程信息之间的定量关系来获取场景地形高程信息。因此，InSAR技术不仅保持了SAR的成像特征，而且根据其相干特性产生了新的特点。为了从干涉复图像中提取出有效干涉相位，进行干涉处理前需对两次获取的SAR图像进行配准。[0003]图像配准的目的是使两幅图像中同一图像位置的像素对应于地面同一分辨单元，从而保证正确获取同一分辨单元的干涉相位。图像配准的关键在于距离向和方位向偏移量的确定。一般地，偏移量可直接利用两幅图像数据的相关性信息进行估计。然而，对于星载InSAR系统在不同基线下获取的SAR图像，由于时间去相干严重、成像角度差异大等因素，两幅SAR图像极易产生图像噪声、旋转、拉伸等现象，难以直接采用相关法进行图像配准。尤其在多基线干涉处理中，两种基线下的主图像一般不存在相干性。此时不妨联合短基线干涉所得的DEM信息，进行长短基线图像的联合配准。发明内容[0004]本发明的目的是为了实现星载InSAR长基线SAR图像与短基线SAR图像的联合配准。通过分析星载InSAR干涉处理技术的基本原理，利用基线相距较短的两幅SAR图像相关性较强的特点，首先通过星载InSAR系统短基线干涉处理流程反演出成像区域较精准的数字高程模型(简称DEM)。然后利用短基线主图像中各像素点对应的地面三维坐标，结合卫星位置、卫星速度等成像信息，反推出此地面点在长基线图像中的像素位置。最后对长基线图像进行插值和重采样处理，从而实现与短基线主图像的同名点配准。配准后的长基线图像和短基线主图像图幅一致，二者可