地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法

作为一种高精度的形变测量仪器，地基干涉合成孔径雷达（GB-InSAR）已经在形变监测领域得到了广泛的应用，其测量误差的主要来源是大气相位。由于不同时刻气象条件的不同，电磁波在大气中传播的速度会发生改变，从而导致大气延迟。通常采用基于PS技术的补偿方法，根据大气相位的空间分布特征，对其进行合理的建模与估计。

北京理工大学的胡程教授等，在2018年10月26日，利用北京理工大学雷达技术研究所自主研发的MIMO体制地基雷达，在河北省迁安市首钢马兰庄铁矿开展了测量工作。对时序干涉相位图的分析结果表明，部分图像的干涉相位随距离呈现出复杂的非线性，无法建立有效的多参数模型来模拟大气相位，常规的补偿方法不再适用。

图1 实验信息

该问题的产生原因在于气象条件是随时间变化的，在较差天气条件（降雨、强风等）下，大气在空间上非均匀变化，导致大气相位可能表现出复杂的空变性，无法建立合理的多参数模型来模拟大气相位。针对该问题，胡程教授等开展了非线性大气相位的补偿方法研究。该工作拟发表在《雷达学报》2019年6期“合成孔径雷达技术”专刊 “地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法”（胡程，邓云开，田卫明，曾涛），现已网络优先出版。

图2 差分干涉相位图

该文首先采用常规方法对时序干涉相位图进行大气相位补偿，根据PS点的补偿后相位序列的标准差，进行稳定PS点的选择；其次采用聚类算法对稳定PS点进行子区域划分，并提取出一定数量的控制点；然后构建Delaunay三角网连接控制点，通过反距离加权插值算法，估计出所有PS点的大气相位，从而实现空变性大气相位的有效补偿。采用该文所提方法，对460幅雷达图像进行了处理，相比于常规方法，可以有效地补偿干涉相位图中的非线性大气相位分量。

图3 实验结果

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