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SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)极化、干涉以及两者相结合的极化干涉测量在地物分类、地形测绘、植被结构参数反演等应用中具有重要作用。这些应用要求对SAR系统必须进行精确地定标。定标是SAR定量化遥感应用必需的关键技术。
近年来,我国机载SAR技术取得了长足发展,已从单极化发展到全极化,从重轨干涉发展到双天线单轨干涉,并朝着极化干涉测量的方向发展。这些系统在应用中必须进行极化和干涉定标。虽然目前在定标理论和方法研究上已有一定基础,但在实际应用中还存在一‘些实际问题。本文基于目前我国机载SAR及其定标技术发展状况,对实际应用中存在的若干关键问题歼展了相关研究,具有重要的理论意义和实用价值。
论文的主要内容和创新点为:
(1)论文归纳总结了SAR极化定标方法,并结合机载SAR极化定标实际问题开展了相关适用性分析,并对定标方法进行优化和改进。在此基础上,提出了一种考虑载机姿态旋转影响的极化定标处理方法,并利用我国机载SAR实际数据进行实验验证。实验结果表明,极化定标精度会受到载机在飞行中的姿态旋转影响,利用新方法能够获得更准确的极化定标参数。
(2)论文结合机载SAR特点对目前的干涉定标方法进行深入分析,明确了机载SAR干涉定标的关键问题。在此基础上分析了机载SAR多条带干涉定标处理面临布设大量GCP点的问题。针对该问题,提出一种利用重叠区连接点进行多条带干涉定标的方法。通过仿真实验验证了新方法的有效性和定标结果的准确性。实验结果表明,该方法可以实现对多条带数据的干涉参数定标并有效减少所需布设的GCP点数量,降低了外定标的工作量和难度。
(3)目前国内外对PolInSAR定标技术的研究中,有关定标精度分析理论的论述很少,制约了PolInSAR的应用。本文提出了一套定标精度分析理论,解决了PolInSAR在实际应用中对极化定标和干涉定标的精度要求问题。首先,该理论中提出了一个极化误差对最优相干相位估计精度的影响模型。通过该模型,可以定量化分析极化误差对最优相干相位的影响。通过仿真实验,证明了该误差模型的有效性。其次,该理论以PolInSAR植被高度反演为例,分析了干涉参数误差对植被高度反演精度的影响,并进行了实验验证。最后,利用该理论针对PolInsAR植被高度反演应用提出了极化和干涉定标精度要求。