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InSAR是通过相位差分来获取地表高程模型的技术。SAR从不同的斜视角获取地面后向散射的回波时,其复影像的相位也相应地有规律地发生变化,利用这种变化便可获取地面高程信息。如果影像获取于不同时间,则可探测地表形变。随着传感器和数据处理技术的共同发展,InSAR技术日趋成熟,向着高分辨率,多极化方式,多种成像模式方向发展。
2007年,德国成功发射携带有固态有源相控阵天线的合成孔径雷达卫星TerraSAR-X,波长为3.1cm,重复观测时间为11天。由于卫星具有电子光束控制机制,对地面任一点的重复观测可达到4.5天,90%的地点可在2灭内重访。TerraSAR-X卫星可进行多种成像模式的对地观测,其中,聚束成像模式可以提供优于米级分辨率的影像数据,可以获取地物细节信息,是目前世界上分辨率最高的商用卫星。根据干涉的需求,卫星也相应做了特殊设计。
TerraSAR-X卫星具备更高分辨率的成像能力,卫星采用滑动聚束成像模式,其产品分辨率可达到1米。并且其SSC产品也和传统的条带模式卫星一样,依然采用零多普勒投影。因此聚束模式产品可以按照条带模式的干涉处理方法进行干涉处理。然而滑动聚束模式的成像造成的多普勒偏移特性,导致了卫星聚束模式影像方位向多普勒中心频率呈现变化的状态。在干涉处理重采样时,不但要求保持影像的强度信息,而且影像的相位信息也同样要求保存,这样才能保证其干涉处理结果的正确。影像重采样的插值核均为低通滤波性质,对于TerraSAR-X卫星较大的多普勒中心频率偏移来说,必须进行解调处理,使其频谱调制在基带上,才能保证相位信息的完整性,并且是针对线性调频信号进行的。这也是聚束模式干涉的重采样与传统条带模式的差异所在。另外,TerraSAR-X卫星作为科学实验卫星,他提供了详细的卫星参数,这些参数主要用来描述卫星的回波数据、姿态和轨道信息。但对于卫星干涉处理所需参数,例如SSC产品的方位向多普勒中心频率,依然需要根据卫星成像机理计算出来。
论文将对TerraSAR-X滑动聚束模式成像进行系统的分析,基于InSAR干涉的原理,提出针对TerraSAR-X聚束模式的干涉处理算法。论文首先分析滑动聚束模式成像原理,分析如何从卫星参数提取出聚束干涉干涉处理所需的相关参数。针对聚束模式影像存在着方位向多普勒中心频率偏移以及在成像过程中发生变化的规律,论文给出了干涉处理时采用的重采样算法。