CN111965646B - 星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN111965646B CN202011121051.1A CN202011121051A CN111965646B CN 111965646 B CN111965646 B CN 111965646B CN 202011121051 A CN202011121051 A CN 202011121051A CN 111965646 B CN111965646 B CN 111965646B
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Abstract

本申请提供一种星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质。星载雷达数据处理方法包括步骤：获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，根据干涉对影像生成待监测地表区域的干涉图；计算得到干涉图的初始基线；根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到干涉图的第一差分干涉图；计算轨道残差条纹的变化频率；根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线；根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差。本申请能够去除星载雷达数据中的轨道误差，进而能够提高对待监测地表区域形变反演精度。

Description

星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及干涉测量领域，具体而言，涉及一种星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，基于长时间序列SAR影像的时序InSAR技术被广泛应用于地表沉降、滑坡、地震、断层活动、火山活动、冻土融化以及人类基础设施的变形监测等方面。
时序InSAR技术的精度容易受到多种误差因素的影响，包括大气延迟误差、地形残余误差、轨道误差和失相干噪声等，其中，在监测大范围区域时轨道误差尤其显著。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种星载雷达数据处理方法、装置、设备及存储介质，用以去除星载雷达数据中的轨道误差，进而能够提高对待监测地表区域的形变反演精度。
为此，本申请第一方面公开一种星载雷达数据处理方法，所述方法包括：
获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
根据所述干涉对影像生成所述待监测地表区域的干涉图；
计算得到所述干涉图的初始基线；
根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图；
当所述第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算所述轨道残差条纹的变化频率；
根据所述轨道残差条纹的变化频率校正所述干涉图的初始基线并得到所述干涉图的补偿后基线；
根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差。
在本申请第一方面中，通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，能够得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，在所述计算得到所述干涉图的初始基线之后，所述根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图之前，所述方法还包括：
根据外部SRTM DEM数据和所述初始基线计算所述干涉图中的所述第一平地相位和所述第一地形相位。
在本可选的实施方式中，通过外部SRTM DEM数据和初始基线能够计算得带干涉图中的第一平地相位和第一地形相位。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述计算所述轨道残差条纹的变化频率，包括：
根据快速离散傅里叶变换计算得到所述轨道残差条纹的变化频率。
在本可选的实施方式，通过快速离散傅里叶变换算法能够计算得到轨道残差条纹的变化频率。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述根据所述轨道残差条纹的变化频率校正所述干涉图的初始基线并得到所述干涉图的补偿后基线，包括：
根据所述轨道残差条纹的变化频率计算得到垂直基线偏差；
根据垂直基线偏差对所述干涉图的初始基线进行补偿，并得到所述干涉图的补偿后基线。
在本可选的实施方式中，通过轨道残差条纹的变化频率能够计算得到垂直基线偏差，进而能够根据垂直基线偏差对干涉图的初始基线进行补偿，以得到干涉图的补偿后基线。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差，包括：
根据所述干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据计算得到所述干涉图的第二平地相位和第二地形相位；
将所述第二平地相位和所述第二地形相位从所述干涉图中去除，并得到第二差分干涉图；
对所述第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对；
拟合计算得到所述缠绕干涉对中的轨道误差，并得到所述干涉图中的轨道误差；
将所述轨道误差从所述干涉图中去除。
在本可选的实施方式中，根据干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据能够计算得到干涉图的第二平地相位和第二地形相位，进而能够将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图，进而通过对第二差分干涉图进行相位解缠，可得到缠绕干涉对，进而通过拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道残差，能够得到轨道误差，最终能够将将轨道误差从干涉图中去除。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，在所述将所述第二平地相位和所述第二地形相位从所述干涉图中去除，并得到所述第二差分干涉图之后，所述对所述第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对之前，所述方法还包括：
获取外部水汽数据；
根据所述外部水汽数据去除所述第二差分干涉图中的大气延迟相位。
在本申请实施例中，通过获取外部水汽数据，进而能够根据外部水汽数据去除第二差分干涉图中的大气延迟相位，这样一来，能够避免大气相位对古地道误差的估计。
在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述计算得到所述干涉图的初始基线，包括：
根据所述星载雷达的轨道状态矢量计算得到所述干涉图的初始基线。
在本可选的实施方式中，通过所述星载雷达的轨道状态矢量能够计算得到干涉图的初始基线。
本申请第二方面公开一种星载雷达数据处理装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
生成模块，用于根据所述干涉对影像生成所述待监测地表区域的干涉图；
第一计算模块，用于计算得到所述干涉图的初始基线；
第一去除模块，用于根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图；
第二计算模块，用于当所述第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算所述轨道残差条纹的变化频率；
校正模块，用于根据所述轨道残差条纹的变化频率校正所述干涉图的初始基线并得到所述干涉图的补偿后基线；
第二去除模块，用于根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差。
本申请第二方面的装置通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
本申请第三方面公开一种星载雷达数据处理设备，所述设备包括：
处理器；以及
存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器执行本申请第一方面的星载雷达数据处理方法。
本申请第三方面的设备通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
本申请第四方面公开一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本申请第一方面的星载雷达数据处理方法。
本申请第四方面的存储介质通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例公开一种星载雷达数据处理方法的流程示意图；
图2是本申请实施例公开一种星载雷达数据处理装置的结构示意图；
图3是本申请实施例公开一种星载雷达数据处理设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例公开一种星载雷达数据处理方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的方法包括步骤：
101、获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
102、根据干涉对影像生成待监测地表区域的干涉图；
103、计算得到干涉图的初始基线；
104、根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到干涉图；
105、当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率；
106、根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线；
107、根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差。
在本申请实施例中，示例性地，假设金沙江白格滑坡为待监测地表区域，另一方面通过获取2015年7月至2019年4月期间内，金沙江白格滑坡的多景SLC影像，进而基于短时空基线对金沙江白格滑坡的多景SLC影像进行多视处理，可得到若干对干涉对影像。需要说明的是，关于如何基于短时空基线对金沙江白格滑坡的多景SLC影像进行多视处理，请参考现有技术，本申请实施例对此不作赘述。
在本申请实施例中，金沙江白格滑坡的干涉图由两幅SLC影像复共轭相乘生成。
在本申请实施例中，金沙江白格滑坡的干涉图中可包括大气相位、第一平地相位、第一地形相位，其中，干涉图中最显著的相位成分分别是第一平地相位和第一地形相位。
在本申请实施例中，通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，能够得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
在本申请实施例中，可选地，步骤102：计算得到干涉图的初始基线的具体方式为：
根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到干涉图的初始基线。
在本申请实施例中，星载雷达的轨道状态矢量包括卫星在以地球为中心笛卡尔坐标系下的瞬时位置和速度。
在本申请实施例中，进一步可选地，步骤：根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到干涉图的初始基线，包括子步骤：
根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到轨道方位角和雷达入射角；
根据轨道方位角和雷达入射角计算得到干涉图的平行基线和垂直基线；
根据平行基线和垂直基线确定干涉图的初始基线。
具体地，平行基线通过以下公式计算得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，b1表示平行基线，
Figure 102411DEST_PATH_IMAGE002
表示雷达入射角，
Figure 452621DEST_PATH_IMAGE003
表示轨道方位角，b表示空间基线。
具体地，垂直基线通过以下公式计算得到：
Figure 480620DEST_PATH_IMAGE004
其中，b2表示垂直基线，
Figure 662202DEST_PATH_IMAGE005
表示雷达入射角，
Figure 851875DEST_PATH_IMAGE006
表示轨道方位角，b表示空间基线。
可见，在本可选的实施方式中，通过星载雷达的轨道状态矢量能够计算得到干涉图的初始基线。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，在步骤102：计算得到干涉图的初始基线之后，步骤103：根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到干涉图的第一差分干涉图之前，本申请实施例的方法还包括步骤：
根据外部SRTM DEM数据和初始基线计算干涉图中的第一平地相位和第一地形相位。
具体地，第一平地相位通过以下公式计算得到：
Figure 522389DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 88500DEST_PATH_IMAGE008
表示第一平地相位，而
Figure 390168DEST_PATH_IMAGE009
表示波长，b1表示平行基线。
具体地，第一地形相位通过以下公式计算得到：
Figure 750742DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 75544DEST_PATH_IMAGE011
表示第一地形相位，
Figure 445346DEST_PATH_IMAGE012
表示波长，b2表示垂直基线，R表示卫星到地物之间的距离，z表示高程。
需要说明的是，外部SRTM DEM数据包括卫星到地物之间的距离R、高程z。
由此可见，在本可选的实施方式中，通过外部SRTM DEM数据和初始基线能够计算得带干涉图中的第一平地相位和第一地形相位。
在本申请实施例中，根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位而得到的差分干涉图有轨道残差，因此需要根据干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度进一步去除轨道误差，其中，轨道误差包括残留平地相位。
在本申请实施例中，残留平地相位用以下公式计算得到：
Figure 335941DEST_PATH_IMAGE013
由于，
Figure 132996DEST_PATH_IMAGE014
，因此，
Figure 351619DEST_PATH_IMAGE015
其中，
Figure 525111DEST_PATH_IMAGE016
表示残留平地相位，
Figure 535793DEST_PATH_IMAGE017
表示波长，b2表示垂直基线，
Figure 769328DEST_PATH_IMAGE018
表示雷达入射角，
Figure 865460DEST_PATH_IMAGE019
表示轨道方位角，R表示卫星到地物之间的距离，
Figure 577064DEST_PATH_IMAGE020
表示雷达入射角在空间上差，
Figure 442252DEST_PATH_IMAGE021
表示高程在空间上差。
在本申请实施例中，轨道误差在第一差分干涉图中的主要表现为***性周期变化的条纹，其中，轨道误差的条纹在空间上变化的频率有差异，即，部分轨道误差在第一差分干涉图中的条纹非常密集，整景影像有多个相位周期（2pi）；部分轨道误差在第一差分干涉图中的条纹变化缓慢，整景影像变化量不足一个周期；还有些干涉图只呈现极不显著的***性偏差，没有形成条纹。针对这一情形，本申请实施例去除的是第一差分干涉图中的密集度或显著度满足预设阈值时的条纹（轨道残差条纹）对应的轨道误差。需要说明的是，预设阈值为条纹大于或约等于1个周期。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，步骤105：计算轨道残差条纹的变化频率，包括：
根据快速离散傅里叶变换计算得到轨道残差条纹的变化频率。
在本可选的实施方式，通过快速离散傅里叶变换算法能够计算得到轨道残差条纹的变化频率。
在本申请实施例中，快速离散傅里叶变换（FFT）的窗口大小可以是256、512，也可以是2048或4096，其中，快速离散傅里叶变换（FFT）的窗口大小的具体数值可根据第一差分干涉图中的整体条纹变化频率确定。
在本申请实施例中，由公式
Figure 518792DEST_PATH_IMAGE022
可知，轨道误差与垂直基线相关，因此，作为一种可选的实施方式，步骤106：根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，包括子步骤：
根据轨道残差条纹的变化频率计算得到垂直基线偏差；
根据垂直基线偏差对干涉图的初始基线进行补偿，并得到干涉图的补偿后基线。
在本申请实施例中，垂直基线偏差的具体计算公式为：
Figure 102220DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 351936DEST_PATH_IMAGE024
表示垂直基线偏差，f表示轨道残差条纹的变化频率，
Figure 337209DEST_PATH_IMAGE025
表示波长，
Figure 256755DEST_PATH_IMAGE026
表示雷达入射角，R表示卫星到地物之间的距离。
在本申请实施例中，补偿后基线可以表示为：
Figure 327479DEST_PATH_IMAGE027
可见，在本可选的实施方式中，通过轨道残差条纹的变化频率能够计算得到垂直基线偏差，进而能够根据垂直基线偏差对干涉图的初始基线进行补偿，以得到干涉图的补偿后基线。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，步骤106：根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，包括子步骤：
根据干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据计算得到干涉图的第二平地相位和第二地形相位；
将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图；
对第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对；
拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差，并得到干涉图中的轨道误差；
将轨道误差从干涉图中去除。
在本申请实施例中，拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差的具体多项式拟合公式为：
Figure 380886DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure 220666DEST_PATH_IMAGE029
和
Figure 966905DEST_PATH_IMAGE031
表示方位向和距离向的坐标，
Figure 259346DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 116444DEST_PATH_IMAGE033
表示待求的权重参数。
在本申请实施例中，由于轨道误差会影响相位解缠结果，因此，通过拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差，可进一步计算干涉图中的轨道误差，从而进一步降低干涉图中的轨道误差。
需要说明是，可对差分干涉图进行多次相位解缠和拟合计算，以不断筛选筛选轨道误差，从而进一步降低干涉图中的轨道误差。
可见，本可选的实施方式根据干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据能够计算得到干涉图的第二平地相位和第二地形相位，进而能够将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图，进而通过对第二差分干涉图进行相位解缠，可得到缠绕干涉对，进而通过拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道残差，能够得到轨道误差，最终能够将将轨道误差从干涉图中去除。
在本申请实施例中，可选地，在步骤102：根据干涉对影像生成待监测地表区域的干涉图之后，步骤103：计算得到干涉图的初始基线之前，本申请实施例的方法还包括步骤：
对于轨道误差只存在于图像的一个角落的干涉图，直接剔除。
在本申请实施例中，通过剔除于轨道误差只存在于图像的一个角落的干涉图，可保证通过多项式拟合公式可拟合计算干涉图中的轨道误差。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，在步骤：将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图之后，步骤：对第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对之前，本申请实施例的方法还包括：
获取外部水汽数据；
根据外部水汽数据去除第二差分干涉图中的大气延迟相位。
在本申请实施例中，通过获取外部水汽数据，进而能够根据外部水汽数据去除第二差分干涉图中的大气延迟相位，这样一来，能够避免大气相位对古地道误差的估计。
实施例二
请参阅图2，图2是本申请实施例公开的一种星载雷达数据处理装置的结构示意图。如图2所示，本申请实施例的装置包括：
第一获取模块201，用于获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
生成模块202，用于根据干涉对影像生成待监测地表区域的干涉图；
第一计算模块203，用于计算得到干涉图的初始基线；
第一去除模块204，用于根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到干涉图的第一差分干涉图；
第二计算模块205，用于当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率；
校正模块206，用于根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线；
第二去除模块207，用于根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差。
本申请实施例的装置通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
在本申请实施例中，金沙江白格滑坡的干涉图由两幅SLC影像复共轭相乘生成。
在本申请实施例中，金沙江白格滑坡的干涉图中可包括大气相位、第一平地相位、第一地形相位，其中，干涉图中最显著的相位成分分别是第一平地相位和第一地形相位。
在本申请实施例中，通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，能够得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
在本申请实施例中，可选地，第一计算模块203执行计算得到干涉图的初始基线的具体方式为：
根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到干涉图的初始基线。
在本申请实施例中，星载雷达的轨道状态矢量包括卫星在以地球为中心笛卡尔坐标系下的瞬时位置和速度。
在本申请实施例中，进一步可选地，第一计算模块203执行根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到干涉图的初始基线的具体方式为：
根据星载雷达的轨道状态矢量计算得到轨道方位角和雷达入射角；
根据轨道方位角和雷达入射角计算得到干涉图的平行基线和垂直基线；
根据平行基线和垂直基线确定干涉图的初始基线。
具体地，平行基线通过以下公式计算得到：
Figure 810730DEST_PATH_IMAGE034
其中，b1表示平行基线，
Figure 399974DEST_PATH_IMAGE035
表示雷达入射角，
Figure 445291DEST_PATH_IMAGE036
表示轨道方位角，b表示空间基线。
具体地，垂直基线通过以下公式计算得到：
Figure 840500DEST_PATH_IMAGE037
其中，b2表示垂直基线，
Figure 324047DEST_PATH_IMAGE038
表示雷达入射角，
Figure 412088DEST_PATH_IMAGE039
表示轨道方位角，b表示空间基线。
可见，在本可选的实施方式中，通过星载雷达的轨道状态矢量能够计算得到干涉图的初始基线。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，本申请实施例的装置还包括：
第三计算模块，用于根据外部SRTM DEM数据和初始基线计算干涉图中的第一平地相位和第一地形相位。
具体地，第一平地相位通过以下公式计算得到：
Figure 679122DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure 815705DEST_PATH_IMAGE041
表示第一平地相位，而
Figure 219004DEST_PATH_IMAGE009
表示波长，b1表示平行基线。
具体地，第一地形相位通过以下公式计算得到：
Figure 477947DEST_PATH_IMAGE042
其中，
Figure 842064DEST_PATH_IMAGE043
表示第一地形相位，
Figure 579076DEST_PATH_IMAGE044
表示波长，b2表示垂直基线，R表示卫星到地物之间的距离，z表示高程。
需要说明的是，外部SRTM DEM数据包括卫星到地物之间的距离R、高程z。
由此可见，在本可选的实施方式中，通过外部SRTM DEM数据和初始基线能够计算得带干涉图中的第一平地相位和第一地形相位。
在本申请实施例中，根据初始基线去除干涉图中的第一平地相位和第一地形相位而得到的差分干涉图有轨道残差，因此需要根据干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度进一步去除轨道误差，其中，轨道误差包括残留平地相位。
在本申请实施例中，残留平地相位用以下公式计算得到：
Figure 368040DEST_PATH_IMAGE013
由于，
Figure 797884DEST_PATH_IMAGE045
，因此，
Figure 773931DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 314633DEST_PATH_IMAGE047
表示残留平地相位，
Figure 895787DEST_PATH_IMAGE048
表示波长，b2表示垂直基线，
Figure 230954DEST_PATH_IMAGE049
表示雷达入射角，
Figure 959875DEST_PATH_IMAGE050
表示轨道方位角，R表示卫星到地物之间的距离，
Figure 648477DEST_PATH_IMAGE020
表示雷达入射角在空间上差，
Figure 146454DEST_PATH_IMAGE021
表示高程在空间上差。
在本申请实施例中，轨道误差在第一差分干涉图中的主要表现为***性周期变化的条纹，其中，轨道误差的条纹在空间上变化的频率有差异，即，部分轨道误差在第一差分干涉图中的条纹非常密集，整景影像有多个相位周期（2pi）；部分轨道误差在第一差分干涉图中的条纹变化缓慢，整景影像变化量不足一个周期；还有些干涉图只呈现极不显著的***性偏差，没有形成条纹。针对这一情形，本申请实施例去除的是第一差分干涉图中的密集度或显著度满足预设阈值时的条纹（轨道残差条纹）对应的轨道误差。需要说明的是，预设阈值为条纹大于或约等于1个周期。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，第二计算模块205执行计算轨道残差条纹的变化频率的具体方式为：
根据快速离散傅里叶变换计算得到轨道残差条纹的变化频率。
在本可选的实施方式，通过快速离散傅里叶变换算法能够计算得到轨道残差条纹的变化频率。
在本申请实施例中，快速离散傅里叶变换（FFT）的窗口大小可以是256、512，也可以是2048或4096，其中，快速离散傅里叶变换（FFT）的窗口大小的具体数值可根据第一差分干涉图中的整体条纹变化频率确定。
在本申请实施例中，由公式
Figure 652522DEST_PATH_IMAGE051
可知，轨道误差与垂直基线相关，因此，作为一种可选的实施方式，校正模块206执行根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线的具体方式为：
根据轨道残差条纹的变化频率计算得到垂直基线偏差；
根据垂直基线偏差对干涉图的初始基线进行补偿，并得到干涉图的补偿后基线。
在本申请实施例中，垂直基线偏差的具体计算公式为：
Figure 868740DEST_PATH_IMAGE052
其中，
Figure 16824DEST_PATH_IMAGE053
表示垂直基线偏差，f表示轨道残差条纹的变化频率，
Figure 369308DEST_PATH_IMAGE054
表示波长，
Figure 311856DEST_PATH_IMAGE018
表示雷达入射角，R表示卫星到地物之间的距离。
在本申请实施例中，补偿后基线可以表示为：
Figure 749791DEST_PATH_IMAGE055
可见，在本可选的实施方式中，通过轨道残差条纹的变化频率能够计算得到垂直基线偏差，进而能够根据垂直基线偏差对干涉图的初始基线进行补偿，以得到干涉图的补偿后基线。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，第二去除模块207执行根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差的具体方式为：
根据干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据计算得到干涉图的第二平地相位和第二地形相位；
将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图；
对第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对；
拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差，并得到干涉图中的轨道误差；
将轨道误差从干涉图中去除。
在本申请实施例中，拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差的具体多项式拟合公式为：
Figure 108091DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 580661DEST_PATH_IMAGE057
和
Figure 428531DEST_PATH_IMAGE058
表示方位向和距离向的坐标，
Figure 288515DEST_PATH_IMAGE059
和
Figure 512823DEST_PATH_IMAGE060
表示待求的权重参数。
在本申请实施例中，由于轨道误差会影响相位解缠结果，因此，通过拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道误差，可进一步计算干涉图中的轨道误差，从而进一步降低干涉图中的轨道误差。
需要说明是，可对差分干涉图进行多次相位解缠和拟合计算，以不断筛选筛选轨道误差，从而进一步降低干涉图中的轨道误差。
可见，本可选的实施方式根据干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据能够计算得到干涉图的第二平地相位和第二地形相位，进而能够将第二平地相位和第二地形相位从干涉图中去除，并得到第二差分干涉图，进而通过对第二差分干涉图进行相位解缠，可得到缠绕干涉对，进而通过拟合计算得到缠绕干涉对中的轨道残差，能够得到轨道误差，最终能够将将轨道误差从干涉图中去除。
在本申请实施例中，可选地，本申请实施例的装置还包括：
剔除模块，用于剔除轨道误差只存在于图像的一个角落的干涉图。
在本申请实施例中，通过剔除于轨道误差只存在于图像的一个角落的干涉图，可保证通过多项式拟合公式可拟合计算干涉图中的轨道误差。
在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，本申请实施例的装置还包括：
第二获取模块，用于获取外部水汽数据；
第三去除模块，用于根据外部水汽数据去除第二差分干涉图中的大气延迟相位。
在本申请实施例中，通过获取外部水汽数据，进而能够根据外部水汽数据去除第二差分干涉图中的大气延迟相位，这样一来，能够避免大气相位对古地道误差的估计。
实施例三
请参阅图3，图3是本申请实施例公开的一种星载雷达数据处理设备的结构示意图。如图3所示，本申请实施例的设备包括：
处理器301；以及
存储器302，配置用于存储机器可读指令，指令在由处理器301执行时，使得处理器301执行本申请实施例一的星载雷达数据处理方法。
本申请实施例的设备通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
实施例四
本申请实施例公开一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本申请实施例一的星载雷达数据处理方法。
本申请实施例的存储介质通过执行星载雷达数据处理方法，能够通过初始基线去除待监测地表区域的干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，进而得到待监测地表区域的第一差分干涉图，进而当第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算轨道残差条纹的变化频率，进而根据轨道残差条纹的变化频率校正干涉图的初始基线并得到干涉图的补偿后基线，最终能够根据干涉图的补偿后基线去除干涉图中的轨道误差，以提高待监测地表区域的变形监测结果的精确度。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种星载雷达数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
根据所述干涉对影像生成所述待监测地表区域的干涉图；
计算得到所述干涉图的初始基线；
根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图；
当所述第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算所述轨道残差条纹的变化频率；
根据所述轨道残差条纹的变化频率计算得到垂直基线偏差；
根据垂直基线偏差对所述干涉图的初始基线进行补偿，并得到所述干涉图的补偿后基线；
根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算得到所述干涉图的初始基线之后，所述根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图之前，所述方法还包括：
根据外部SRTM DEM数据和所述初始基线计算所述干涉图中的所述第一平地相位和所述第一地形相位。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述轨道残差条纹的变化频率，包括：
根据快速离散傅里叶变换计算得到所述轨道残差条纹的变化频率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差，包括：
根据所述干涉图的补偿后基线和外部SRTM DEM数据计算得到所述干涉图的第二平地相位和第二地形相位；
将所述第二平地相位和所述第二地形相位从所述干涉图中去除，并得到第二差分干涉图；
对所述第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对；
拟合计算得到所述缠绕干涉对中的轨道误差，并得到所述干涉图中的轨道误差；
将所述轨道误差从所述干涉图中去除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将所述第二平地相位和所述第二地形相位从所述干涉图中去除，并得到所述第二差分干涉图之后，所述对所述第二差分干涉图进行相位解缠，并得到缠绕干涉对之前，所述方法还包括：
获取外部水汽数据；
根据所述外部水汽数据去除所述第二差分干涉图中的大气延迟相位。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到所述干涉图的初始基线，包括：
根据所述星载雷达的轨道状态矢量计算得到所述干涉图的初始基线。
7.一种星载雷达数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取星载雷达在不同时间点生成的针对待监测地表区域的SLC影像，其中，每两个时间点的SLC影像形成干涉对影像；
生成模块，用于根据所述干涉对影像生成所述待监测地表区域的干涉图；
第一计算模块，用于计算得到所述干涉图的初始基线；
第一去除模块，用于根据所述初始基线去除所述干涉图中的第一平地相位和第一地形相位，并得到所述干涉图的第一差分干涉图；
第二计算模块，用于当所述第一差分干涉图中的轨道残差条纹的密集度或显著度满足预设阈值时，计算所述轨道残差条纹的变化频率；
校正模块，用于根据所述轨道残差条纹的变化频率计算得到垂直基线偏差，并根据垂直基线偏差对所述干涉图的初始基线进行补偿，并得到所述干涉图的补偿后基线；
第二去除模块，用于根据所述干涉图的补偿后基线去除所述干涉图中的轨道误差。
8.一种星载雷达数据处理设备，其特征在于，所述设备包括：
处理器；以及
存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任一项所述的星载雷达数据处理方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-6任一项所述的星载雷达数据处理方法。
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