《基於GNSS的干涉雙基合成孔徑雷達(GNSS-InBSAR)DEM重建技術研究》是依託湖北大學，由曾張帆擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於GNSS的干涉雙基合成孔徑雷達(GNSS-InBSAR)DEM重建技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曾張帆
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
星載InSAR是一類正在發展並極具潛力的對地觀測技術，具有高分辨、全天候、廣覆蓋等優勢，已在DEM重建方面表現出良好的套用前景。然而由於存在衛星重返周期長、觀測角度單一等技術限制，已成為星載InSAR系統在實際套用中不可忽視的問題。為了克服上述技術瓶頸，本項目擬提出一類基於GNSS信號的干涉雙基合成孔徑雷達(GNSS-InBSAR)，用於DEM重建。該雷達採用GNSS 作為外輻射源，接收機固定在一處高地，對目標地區進行觀測。GNSS-InBSAR擁有衛星數量多、重訪周期短、部署代價低等眾多技術優勢。申請者擬以GNSS-InBSAR的DEM重建作為總體研究目標，探索出一整套適合GNSS-InBSAR的數字處理算法和流程，並利用已有的硬體平台，驗證GNSS-InBSAR這類新體制雷達的實際可行性。研究成果將為後續GNSS-InBSAR相關領域的科學研究與套用奠定基礎。
結題摘要
基於GNSS（Global Navigation Satellite System）的雙基幹涉合成孔徑雷達（GNSS-InBSAR）是雙基地雷系統的一個分支。該雷達採用GNSS作為發射機，接收機放置在飛機上，觀測目標在飛機飛行軌跡的前方。飛機沿著預定軌跡飛行的同時，雷達接收機採集來自觀測目標反射的回波信號。通過對回波信號進行干涉處理，能夠獲得觀測目標的DEM （Digital Elevation Model）。該系統擁有全天時全天候、廣覆蓋、觀測角度多、安全性好，價格便宜等技術優勢，是對現有干涉技術的補充，有著良好的套用前景。本項目研究了基於GNSS的雙基幹涉合成孔徑雷達的若干關鍵問題，具體內容如下：1.GNSS-InBSAR系統點擴散函式針對GNSS-InBSAR系統靈活的拓撲結構將導致較大差異成像性能和干涉性能的問題，本項目提出了一種點擴散函式產生方法，能夠準確快速的獲得該系統的空間解析度。進而能夠通過解析度參數合理設計系統構型和工作參數，使得雷達系統的成像和測高性能達到最優。此外，通過點擴散函式產生的解析度指標，將作為後續系統仿真和實測結果的參考。2.GNSS-InBSAR系統成像算法GNSS-InBSAR系統成像是GNSS-InBSAR系統DEM產生過程中最重要的步驟。針對該問題，本項目提出了一種低運算量的頻率域成像算法，能夠對基於GNSS的雙基地前視合成孔徑雷達進行精確成像。此外，該算法能夠保存觀測區域中所有像素點的相位信息，幫助了後續DEM的產生。3.GNSS-InBSAR系統解析度增強算法由於GNSS-InBSAR系統信號頻寬低的技術限制，導致了解析度不高。針對該問題，本項目提出了一種解析度增強算法。該算法採用了級聯相關器對多個頻譜進行聚合，增加了信號的頻譜寬度，進而大大提高了解析度。此外，該算法在運算量和信噪比的性能方面和傳統算法差別較小，有著良好的實用性。4.基於GNSS的雙基地合成孔徑雷達DEM產生方法本項目提出了一種GNSS-InBSAR 系統DEM產生方法，該方法包括上述提到的成像和後續的干涉處理。該DEM產生方法代替了傳統的採用GPS接收機的點目標DEM產生方法，大大提高了覆蓋範圍，操作安全性和作業效率，具有良好的實用性。本項目的研究成果可以套用在所有GNSS系統中，如北斗，GPS，Galilieo, GL
