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专利号: 2018107076832
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于顺轨干涉SAR海流反演的方位模糊抑制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将待测量海流的海面某区域对应的顺轨InSAR两通道SAR复图像进行配准后变换到距离频率‑多普勒频率域;然后利用距离频率维的独立同分布样本计算顺轨InSAR的协方差矩阵;再根据计算得到的协方差矩阵计算顺轨干涉特征谱熵随多普勒频率变化的曲线;

步骤二、根据计算得到的特征谱熵随多普勒频率变化的曲线,分别找到曲线的左半部分和右半部分的极大值点;然后去除曲线左边极大值点以左的所有多普勒单元以及曲线右边极大值点以右的所有多普勒单元;

步骤三、利用自适应迭代法确定特征谱熵的阈值;去除特征谱熵大于阈值的多普勒单元;具体方法如下:步骤5、挑选位于多普勒子带 内的InSAR两通道数据信号,得到: 与具体表达式如下:

其中, 表示第k个距离频率单元对应的距离频率,K为距离频率带宽内总的距离频率单元数; 表示第m个多普勒单元对应的多普勒频率,M为多普勒基带内总的多普勒单元数; 为多普勒子带 中第n个多普勒单元对应的多普勒频率,N为 中多普勒单元的总的数目;

步骤6、利用自适应迭代法确定顺轨干涉“特征谱熵”的阈值Hc;

步骤6‑1、根据下式计算定义于多普勒子带 上的“特征谱熵”步骤6‑2、基于 与 利用下式计算定义于多普勒子带 上的干涉相位

上式中,∠{·}表示取一个复数的相位;

步骤6‑3、基于 与 利用下式计算二维频率域的平均相干系数步骤6‑4、基于上一步计算得到的平均相干系数 根据下式计算得到一个“相位随机波动值”φCPF:步骤6‑5、设ε为一个变量(0≤ε≤1),根据此变量以及 确定如下一个多普勒子带FD(ε):上式的含义为:挑选出“特征谱熵”的值小于ε的所有多普勒单元,然后将这些多普勒单元组成多普勒子带FD,该多普勒子带为变量ε的函数,设ε的初始值为1;

步骤6‑6、根据下式,从集合 中挑选出定义于多普勒子带FD(ε)上的相位集合,得到相位集合

上式中,I为集合 中元素的数目;

步骤6‑7、根据下式计算相位集合 的“干涉相位的平均变化值”φIPV(ε):

上式中,干涉相位的平均变化值φIPV为参数ε的函数;

步骤6‑8、判断条件φIPV(ε)<φCPF是否成立,若该条件不成立,则按照一定的步长ε0(ε0>0)减小ε的值,使其变为:ε=ε‑ε0

利用更新后的ε值重复步骤6‑5至步骤6‑7,直到条件φIPV(ε)<φCPF成立;若该条件成立,则执行下一步骤;

步骤6‑9、当条件φIPV(ε)<φCPF首次成立时,将此时的ε值确定为顺轨干涉特征谱熵的阈值Hc,即令Hc=ε;

步骤7、丢弃掉特征谱熵的值大于阈值Hc的所有多普勒单元,得到多普勒子带 如下式所示:上式中, 表示多普勒“子带” 中第l个(l=1,2,…,L)多普勒单元对应的多普勒频率,其中,L为 中多普勒单元总的数目;

步骤四、基于步骤二和步骤三处理后的InSAR数据利用干涉法计算海流的距离向速度;

具体方法如下:

步骤8、挑选位于多普勒子带 内的InSAR两通道数据信号,得到 与具体表达式如下:

步骤9、基于 与 利用传统的顺轨干涉法计算距离向海流速度上式中,λ为雷达波长,vs为雷达平台的有效速度,deff为InSAR有效基线长度,θinc为入射角。

2.根据权利要求1所述的用于顺轨干涉SAR海流反演的方位模糊抑制方法,其特征在于:所述步骤一的具体步骤如下:步骤1、对InSAR两通道SAR复图像进行配准后利用一个矩形窗提取待反演海流的区域,然后把该区域对应的InSAR数据变换到距离频率‑多普勒频率域,分别得到两通道数据信号: 与步骤2、根据二维频率域两通道InSAR数据 与 计算顺轨干涉特征谱熵

步骤2‑1、基于 和 由下式计算“顺轨干涉协方差矩阵”*

上式中,(·) 表示取复共轭,距离频率维用来提供估计协方差矩阵的独立同分布样本,协方差矩阵 为多普勒频率 的函数;

步骤2‑2、计算协方差矩阵 的两个特征值: 与 特征值 与满足如下关系:

‑1

上式中,P为 的特征矩阵,P 表示P的逆矩阵;

步骤2‑3、基于 与 由以下三式计算顺轨干涉“特征谱熵”

3.根据权利要求2所述的用于顺轨干涉SAR海流反演的方位模糊抑制方法,其特征在于:所述步骤二的具体步骤如下:步骤3、搜索顺轨干涉特征谱熵曲线 分别找到该曲线左半部分和右半部分的极大值点: 与 与 满足如下两式:上式中, 表示在多普勒范围 内取 的极大值;

表示在多普勒范围 内取 的极大值; 表示取函数的自变量;fPRF表示雷达的脉冲重复频率(PRF);

步骤4、丢弃掉特征谱熵曲线 左边极大值点 以左的所有多普勒单元以及特征谱熵曲线右边极大值点 以右的所有多普勒单元,得到多普勒子带 如下式所示: