基于动目标检测和去除的InSAR干涉测高方法及装置

本发明涉及合成孔径雷达，尤其涉及一种基于动目标检测和去除的insar干扰测高方法及装置。

背景技术：

1、insar是一种用于测量地表高度和形变的遥感技术，利用雷达卫星或飞机发射的雷达信号与地面反射的信号之间的相位差来测定地表特征的高度变化。这一技术广泛用于地质、地球科学、城市规划等领域。

2、以单航过insar几何模型说明insar的基本原理，其测高几何模型如图1所示。图1中，s1与s2分别为主辅sar天线，天线之间的连线为基线b，其垂直于视线方向的分量b⊥称为垂直有效基线，α为基线倾角，θ1与θ2分别为天线s1与s2的下视角，r1与r2分别为天线s1与s2到目标点的斜距，h为主天线的高度，h为目标p的高度。

3、顺轨工作模式下，insar系统上搭载两副天线，其基线与insar系统航行的轨道方向平行，在航行过程中多次发射并接收回波信号以获取多幅图像，通过获取的多幅图像数据之间的差异等信息研究比较可以较为直观的得到其中的相位差信息来获取地物目标的运动信息情况。

4、insar技术依赖于雷达信号的相干性，当目标表面存在移动物体时，其运动会导致相干性降低，从而干扰高程测量。但是高分辨率情况下动目标产生严重散焦引起了干涉相位的变化，地形反演错误。这不仅导致了数字化地形数据精度降低、工程建设及土地评估出现错误，还可能在紧急救援、军事行动过程中由于路径规划错误而导致任务失败、武器制导过程中发生地形不匹配现象。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种基于动目标检测和去除的insar干扰测高方法及装置，解决了现有技术中在对地物的干涉测高过程中，运动目标成像散焦与位置偏移会在偏移位置处地物干涉相位中叠加“非理想”的相位信息，造成地物干涉相位在散焦区域发生变化，影响测高精度的问题，实现了消除散焦动目标对于insar反演dem过程中产生的不利影响，提高反演dem精度。

2、第一方面，本发明提供了一种基于动目标检测和去除的insar干扰测高方法，该方法包括：

3、获取原始数据，利用gmti对所述原始数据中的进行处理，得到动目标信息；其中，所述动目标信息包括：动目标的检测目标位置信息、动目标的多普勒信息和动目标的重定位位置信息；所述原始数据具体包括：主图像原始数据和辅图像原始数据；

4、利用所述动目标信息对所述原始数据进行处理，得到主拼接图像和辅拼接图像；其中，所述图像处理具体包括：对所述原始数据进行距离压缩，得到图像数据；利用所述检测目标位置信息和所述多普勒信息分别在方位向与距离向对所述图像数据进行裁剪，得到动目标数据；在时域上对所述动目标数据进行裁剪，并将裁剪后的数据在多普勒域上去除噪声，得到去噪动目标图像；将所述去噪动目标图像和原始图像进行拼接，并采用线性插值函数对拼接处进行处理，得到拼接图像；

5、对所述主拼接图像和所述辅拼接图像进行insar处理，得到数字高程模型。

6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，利用gmti对所述原始数据中的进行处理，得到动目标信息，包括：

7、对原始数据进行处理，得到处理后的数据；

8、通过干涉相位或sar图像幅值对所述处理后的数据进行动目标识别，得到动目标和动目标位置信息；

9、利用干涉相位获取所述动目标的速度信息，并根据所述速度信息获取所述动目标的多普勒信息；

10、根据所述多普勒信息中的多普勒频率和方位角调频率，确定动目标的重定位信息。

11、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述利用所述检测目标位置信息和所述多普勒信息分别在方位向与距离向对所述图像数据进行裁剪，得到动目标数据，包括：

12、确定保留所述动目标和所述动目标的偏移位置区域具有完整的合成孔径时间为裁剪的约束条件；

13、将所述图像数据转换至距离-方位时域中，得到距离-方位时域数据；

14、在所述距离-方位时域数据中根据所述约束条件对所述距离-方位时域数据进行裁剪，得到所述动目标数据。

15、结合第一方面，在一种可能的实现方式中在时域上对所述动目标数据进行裁剪，并将裁剪后的数据在多普勒域上去除噪声，得到去噪动目标图像，包括：

16、根据所述动目标的运动信息，确定所述动目标出现时间段；

17、将动目标出现时间段图像数据转换至多普勒域中，对所述动目标带来的多普勒频率偏移进行处理，得到所述去噪动目标图像。

18、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述动目标的运动信息，确定所述动目标出现时间段，包括：

19、利用所述检测目标位置信息和所述动目标的速度，得到所述动目标的运动信息；

20、利用所述动目标的运动信息与所述重定位位置信息，得到所述动目标出现时间段。

21、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述多普勒频率偏移，表示为：

22、δfd＝2vr/λ

23、其中，vr表示所述动目标的径向速度，λ表示雷达波长。

24、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述主拼接图像和所述辅拼接图像进行insar处理，得到数字高程模型，具体包括：

25、分别在方位向和距离向对所述主拼接图像和所述辅拼接图像进行滤波，得到预处理主拼接图像和预处理辅拼接图像；

26、分别计算所述预处理主拼接图像和所述预处理辅拼接图像的配准偏移量，得到配准后的主拼接图像和配准后的辅拼接图像；

27、将配准后的主拼接图像和配准后的辅拼接图像进行共轭相乘，得到原始干涉相位；

28、对所述原始干涉相位进行相位滤波，并对滤波后的干涉相位进行干涉相位解缠，得到真实相位值；

29、对所述真实相位值进行干涉定标处理，并对干涉定标处理后的真实相位值进行计算，得到绝对相位；

30、利用所述绝对相位，求解insar定位方程，得到所述数字高程模型。

31、第二方面，本发明提供了一种基于动目标检测和去除的insar干扰测高装置，该装置包括：

32、信息获取模块，用于信息获取模块，用于获取原始数据，利用gmti对所述原始数据中的进行处理，得到动目标信息；其中，所述动目标信息包括：动目标的检测目标位置信息、动目标的多普勒信息和动目标的重定位位置信息；所述原始数据具体包括：主图像原始数据和辅图像原始数据；

33、图像处理模块，用于利用所述动目标信息对所述原始数据进行处理，得到主拼接图像和辅拼接图像；其中，所述图像处理具体包括：对所述原始数据进行距离压缩，得到图像数据；利用所述检测目标位置信息和所述多普勒信息分别在方位向与距离向对所述图像数据进行裁剪，得到动目标数据；在时域上对所述动目标数据进行裁剪，并将裁剪后的数据在多普勒域上去除噪声，得到去噪动目标图像；将所述去噪动目标图像和原始图像进行拼接，并采用线性插值函数对拼接处进行处理，得到拼接图像；

34、模型输出模块，用于对所述主拼接图像和所述辅拼接图像进行insar处理，得到数字高程模型。

35、第三方面，本发明提供了一种基于动目标检测和去除的insar干扰测高服务器，该服务器包括存储器和处理器；

36、所述存储器用于储存计算机可执行指令；

37、所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现基于动目标检测和去除的insar干扰测高方法。

38、本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

39、(1)保留动目标及其偏移位置散焦区域具有完整合成孔径时间，减少后续计算量；

40、(2)在时域对信号进行裁剪，再在频域将动目标残余信号去除，完成了在距离多普勒域中将静止场景与动目标分离，去除动目标的影响；

41、(3)采用线性函数在覆盖边缘对图像进行拼接，保证图像连续性。