基于混合迭代的干涉相位仿真方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及干涉相位图仿真领域，特别涉及一种基于混合迭代的干涉相位仿真方 法。
【背景技术】
[0002] 干涉相位的模拟是基于干涉相位与两次成像的路径差的比例关系来进行的。在已 知DEM数据以及卫星轨道参数的前提下，干涉相位仿真的关键在于寻找目标点在雷达成像 时刻的主从卫星的位置、以及地理坐标位置之间三者之间的对应点，从而可根据路径差及 雷达波长求出干涉相位。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提供一种基于混合迭代的干涉相位仿真方法，通过采用混合迭 代的方式，保证了在进行DEM模型匹配的过程中不出现迭代发散，并能够提高迭代的速度， 从而提高了运算效率，节约了运算时间。
[0004] 本发明提供了一种基于混合迭代的干涉相位仿真方法，包括：
[0005] 步骤1 :分别利用设定的n个假定高程hQ,r"hQ,n，生成主卫星雷达图像坐标系中栅 格点的地理坐标系中的前向地理编码多项式系数{ck}和{dk}，其中，
[0006]
U。，I。）为栅格点对应的经炜度值， 1 ^ 1 ^n；
[0007] 步骤2:利用步骤1得到的{ck}和{dk}构造匹配目标函数f(h。）=zU(h。）， UhQ))_h。，并划定解区丨'
，其中z(d)为DEM模型，解区间
为DEM的最小值和最大值；
[0008] 步骤3:任茇
，利用
[0009]
?目标函数 f(h。）进行反二次插值，其4
[0010]
[0011] 步骤4 :判断步骤3得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值/Z= &3)，然后进入步骤9,否则判断目标函 数f(h。）的绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则以插值结果更新解区间边界，然 后返回步骤3 ;否则进入步骤5 ;
[0012] 步骤5:任选
，利用
[0013]
对目标函数进行割线插值；
[0014] 步骤6 :判断步骤5得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值/z=M2)，进入步骤9,否则判断目标函数 f(h。）的绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则以插值结果更新解区间边界，然后 返回步骤3;否则进入步骤7;
[0015] 步骤7 :利用
目标函数进行均值插值；
[0016] 步骤8 :判断步骤7得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值力=，进入步骤9,否则以插值结果更新 解区间边界，然后返回步骤3 ;
[0017] 步骤9 :根据DEM匹配成功时的实际高程值h，根据主卫星轨道参数、主卫星位置矢 量Si，通过前向地理编码方法计算目标点的笛卡尔坐标；
[0018] 步骤10 :根据步骤9得到的目标点的笛卡尔坐标，以及从卫星轨道参数，采用后向 地理编码计算目标点在从图像中的坐标，并由此获得目标点在成像时刻所对应的从卫星的 位置矢量S2;
[0019] 步骤11 :根据主卫星的位置Si、从卫星的位置&以及目标点的笛卡尔坐标，计算目 标点对主从天线的波程差，得到干涉相位值。
[0020] 由于反二次插值和割线插值分别实现了对场景DEM局部曲面的二次拟合和线性 拟合，而均值插值没有直接利用DEM曲面信息，因此收敛速度依次降低；但是，高阶插值存 在发散的可能，而均值插值以对分法的思想缩小解区间，可以保证解的收敛性。故采用本发 明提出的混合迭代方法可以保证对任意复杂地形的高效率匹配。
【具体实施方式】
[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022] 本发明提供了一种基于混合迭代的干涉相位仿真方法，包括：
[0023] 步骤1 :分别利用设定的n个假定高程hQyhQ,n，生成主卫星雷达图像坐标系中栅 格点的地理坐标系中的前向地理编码多项式系数{ck}和{dk}，其中，
[0024]
U。，I。）为栅格点对应的经炜度值，1 ^ 1 ^ n；
[0025] 步骤2:利用步骤1得到的{ck}和{dk}构造匹配目标函数f(h。）=zU(h。）， UhQ))_h。，并划定解区间 ，其中zU，U为DEM模型，解区间 [?')] 为DEM的最小值和最大值；
[0026] 步骤3:任选
，利用
[0027]
对目标函数 f(h。）进行反二次插值，其中分=/(/^〇)) / /(被)），
[0028]
[0029] 步骤4:判断步骤3得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值然后进入步骤9,否则判断目标函 数f(h。）的绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则以插值结果更新解区间边界，然 后返回步骤3 ;否则进入步骤5 ;
[0030]步骤5:任选|，利用
[0031]
对目标函数进行割线插值；
[0032] 步骤6:判断步骤5得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值办=02\进入步骤9,否则判断目标函数 f(h。）的绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则以插值结果更新解区间边界，然后 返回步骤3;否则进入步骤7;
[0033]步骤7:利用对目标函数进行均值插值；
[0034] 步骤8:判断步骤7得到的插值结果是否使得目标函数f(h。）的绝对值小于门限 值，若是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值，进入步骤9,否则以插值结果更新 解区间边界，然后返回步骤3;
[0035] 步骤9 :根据DEM匹配成功时的实际高程值h，根据主卫星轨道参数、主卫星位置矢 量Si，通过前向地理编码方法计算目标点的笛卡尔坐标；
[0036] 步骤10 :根据步骤9得到的目标点的笛卡尔坐标，以及从卫星轨道参数，采用后向 地理编码计算目标点在从图像中的坐标，并由此获得目标点在成像时刻所对应的从卫星的 位置矢量S2;
[0037] 步骤11 :根据主卫星的位置Si、从卫星的位置&以及目标点的笛卡尔坐标，计算目 标点对主从天线的波程差，得到干涉相位值。
[0038] 由于反二次插值和割线插值分别实现了对场景DEM局部曲面的二次拟合和线性 拟合，而均值插值没有直接利用DEM曲面信息，因此收敛速度依次降低；但是，高阶插值存 在发散的可能，而均值插值以对分法的思想缩小解区间，可以保证解的收敛性。故采用本发 明提出的混合迭代方法可以保证对任意复杂地形的高效率匹配。
[0039] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换， 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。
【主权项】
1. 一种基于混合迭代的干设相位仿真方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1 :分别利用设定的n个假定高程Vi-h。,。，生成主卫星雷达图像坐标系中栅格点 的地理坐标系中的前向地理编码多项式系数{cj和（cU，其中，I(C。，C。）为栅格点对应的经缔度值，1《1《n; 步骤2:利用步骤1得到的{cJ和{dj构造匹配目标函数f(h。）=zU化。)，Uh。}}-!!。，并划定解区间防^皆八]，其中zU，U为DEM模型，解区间 为DEM的最小值和最大值；，利用对目标函数f化。） 进行反二次插值，其中9二/(/zjoj) / ，步骤4 :判断步骤3得到的插值结果是否使得目标函数f化。）的绝对值小于口限值，若 是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值A二然后进入步骤9,否则判断目标函数f化。） 的绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则W插值结果更新解区间边界，然后返回步 骤3 ;否则进入步骤5 ; 步骤5 :任选媒）巨[/jJW，皆气，利用对目标函数进行割线插值； 步骤6 :判断步骤5得到的插值结果是否使得目标函数f化。）的绝对值小于口限值，若 是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值片二进入步骤9,否则判断目标函数f化。）的 绝对值是否减小且解区间减少一半，如果是，则W插值结果更新解区间边界，然后返回步骤 3;否则进入步骤7; 步骤7 :利用/?^^二/ 2对目标函数进行均值插值. 步骤8 :判断步骤7得到的插值结果是否使得目标函数f化。）的绝对值小于口限值，若 是，则DEM模型匹配成功，令实际高程值A二/if^，进入步骤9,否则W插值结果更新解区间 边界，然后返回步骤3; 步骤9 :根据DEM匹配成功时的实际高程值h，根据主卫星轨道参数、主卫星位置矢量Si，通过前向地理编码方法计算目标点的笛卡尔坐标； 步骤10 :根据步骤9得到的目标点的笛卡尔坐标，W及从卫星轨道参数，采用后向地理 编码计算目标点在从图像中的坐标，并由此获得目标点在成像时刻所对应的从卫星的位置 矢量Sz; 步骤11:根据主卫星的位置Si、从卫星的位置S2W及目标点的笛卡尔坐标，计算目标点 对主从天线的波程差，得到干设相位值。
【专利摘要】本发明提供一种基于混合迭代的干涉相位仿真方法，通过采用混合迭代的方式，保证了在进行DEM模型匹配的过程中不出现迭代发散，并能够提高迭代的速度，从而提高了运算效率，节约了运算时间。
【IPC分类】G01S7/40
【公开号】CN105005034
【申请号】CN201510452275
【发明人】黄琴
【申请人】宁波高新区宁源科技服务有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月24日