一种地基合成孔径雷达大气补偿方法与流程

本发明涉及雷达，尤其涉及一种地基合成孔径雷达大气补偿方法。

背景技术：

1、地表形变是许多重大灾害发生的直接原因，因此实时监测显得尤为重要，通过采用有效的监测手段准确获取形变信息，就可以提前预测灾害的发生，减小或避免技术经济损失。边坡形变监测雷达在地表形变监测发挥巨大作用。其中，采用地基合成孔径雷达（gb-sar）的局部近距离测量，适用于小规模监测，测量周期短，精度高，但是随着观测范围在方位向上的扩大，场景内环境更为复杂，特别是大气变化的影响将不可忽略，因此，大气相位校正已成为地基形变监测雷达必须面临和解决的重要问题。

2、目前，基于函数模型实现的gb-sar大气校正方法通常假设大气影响在空间上具有强相关性，即大气在空间是均匀的，此时利用稳定ps点干涉相位通过参数化模型方法完成大气相位补偿。但是，大气估计的准确度与ps点的质量存在很强的耦合性，如果较多的形变ps点作为样本点参与大气相位误差的估计，势必会造成大气相位估计偏差，进而影响形变反演精度和准确度。然而，在实际矿山边坡形变监测应用中，由于施工造成的大范围缓慢形变，该区域内的大部分目标点会呈现出与稳定ps点相似的特征，从而被认定为ps点参与大气相位估计和形变反演，最终导致大气相位估计偏差，影响形变反演精度。

3、发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：

4、缓慢形变区域内的大部分目标点会呈现出与稳定ps点相似的特征，从而被认定为ps点参与大气相位估计和形变反演，最终导致大气相位估计偏差，影响形变反演精度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种地基合成孔径雷达大气补偿方法，以保证参与大气相位估计的ps点具有较高的稳定性，提高大气估计准确度，进而改善监测区域的形变反演精度。

2、根据本发明的一方面，提供了一种地基合成孔径雷达大气补偿方法，该方法包括：

3、通过地基合成孔径雷达获取目标监测区域的二维雷达复散射图像序列，并从所述二维雷达复散射图像序列中获取第一ps点集；

4、根据预设大气参数模型和所述第一ps点集的ps点干涉相位，通过估计大气误差相位对所述ps点干涉相位进行大气补偿，得到大气补偿残差相位；

5、根据所述大气补偿残差相位为所述第一ps点集确定残差相位阈值和累积形变阈值，并根据所述残差相位阈值和所述累积形变阈值对所述第一ps点集进行筛选得到第二ps点集；

6、根据所述第二ps点集的ps点干涉相位返回执行通过估计大气误差相位对所述ps点干涉相位进行大气补偿的操作，以获取新残差相位阈值，直至所述新残差相位阈值和所述残差相位阈值的比值超过预设变化量阈值。

7、根据本发明的另一方面，提供了一种地基合成孔径雷达大气补偿装置，该装置包括：

8、第一ps点集获取模块，用于通过地基合成孔径雷达获取目标监测区域的二维雷达复散射图像序列，并从所述二维雷达复散射图像序列中获取第一ps点集；

9、大气补偿残差相位获取模块，用于根据预设大气参数模型和所述第一ps点集的ps点干涉相位，通过估计大气误差相位对所述ps点干涉相位进行大气补偿，得到大气补偿残差相位；

10、第二ps点集获取模块，用于根据所述大气补偿残差相位为所述第一ps点集确定残差相位阈值和累积形变阈值，并根据所述残差相位阈值和所述累积形变阈值对所述第一ps点集进行筛选得到第二ps点集；

11、大气补偿操作返回执行模块，用于根据所述第二ps点集的ps点干涉相位返回执行通过估计大气误差相位对所述ps点干涉相位进行大气补偿的操作，以获取新残差相位阈值，直至所述新残差相位阈值和所述残差相位阈值的比值超过预设变化量阈值。

12、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

13、至少一个处理器；以及

14、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

15、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的地基合成孔径雷达大气补偿方法。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的地基合成孔径雷达大气补偿方法。

17、本发明实施例的技术方案，通过地基合成孔径雷达获取目标监测区域的二维雷达复散射图像序列，并从二维雷达复散射图像序列中获取第一ps点集；根据预设大气参数模型和第一ps点集的ps点干涉相位，通过估计大气误差相位对ps点干涉相位进行大气补偿，得到大气补偿残差相位；根据大气补偿残差相位为第一ps点集确定残差相位阈值和累积形变阈值，并根据残差相位阈值和累积形变阈值对第一ps点集进行筛选得到第二ps点集；根据第二ps点集的ps点干涉相位返回执行通过估计大气误差相位对ps点干涉相位进行大气补偿的操作，以获取新残差相位阈值，直至新残差相位阈值和残差相位阈值的比值超过预设变化量阈值，解决了缓慢形变区域内与稳定ps点呈现相似特征的大部分目标点参与大气相位估计和形变反演，导致大气相位估计偏差，影响形变反演精度的问题，保证参与大气相位估计的ps点具有较高的稳定性，提高大气估计准确度，进而改善监测区域的形变反演精度。

18、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种地基合成孔径雷达大气补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过地基合成孔径雷达获取目标监测区域的二维雷达复散射图像序列，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述二维雷达复散射图像序列中获取第一ps点集，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定各像素点在所述二维雷达复散射图像序列内的平均相关系数、各像素点在所述二维雷达复散射图像序列内的平均相对幅度以及所述二维雷达复散射图像序列对应时序复散射图像的幅度离差，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设大气参数模型和所述第一ps点集的ps点干涉相位，通过估计大气误差相位对所述ps点干涉相位进行大气补偿，得到大气补偿残差相位，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设大气参数模型表示为：，其中，表示大气误差相位，表示地基合成孔径雷达的发射信号波长，表示地基合成孔径雷达与所述目标监测区域内目标点之间的距离，表示所述目标监测区域内目标点与地基合成孔径雷达的高程差，表示常数项，表示与一次幂相关的系数，表示与二次幂相关的系数，表示与一次幂相关的系数，表示与二次幂相关的系数，表示与一次幂、一次幂联合相关的系数；

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述大气补偿残差相位为所述第一ps点集确定残差相位阈值和累积形变阈值，包括：

8.一种地基合成孔径雷达大气补偿装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的地基合成孔径雷达大气补偿方法。

技术总结
本发明公开了一种地基合成孔径雷达大气补偿方法。该方法通过地基合成孔径雷达获取目标监测区域的二维雷达复散射图像序列，进而获取第一PS点集，根据预设大气参数模型和第一PS点集的PS点干涉相位，通过估计大气误差相位对PS点干涉相位进行大气补偿，并确定残差相位阈值和累积形变阈值，以对第一PS点集进行筛选得到第二PS点集，进一步返回执行通过估计大气误差相位对PS点干涉相位进行大气补偿的操作，以获取新残差相位阈值，直至新残差相位阈值和残差相位阈值的比值超过预设变化量阈值。本发明的技术方案保证参与大气相位估计的PS点具有较高的稳定性，提高大气估计准确度，进而改善监测区域的形变反演精度。

技术研发人员：李洋洋,吴波,李宏祥,占庆龙,温裕强,湛兵,宋峰年,龙大海
受保护的技术使用者：南京天辰礼达电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14