利用地基SAR进行变形监测一般是进行长时间连续观测,常用的时序干涉测量方法,可分为简单的连续干涉累积以及冗余干涉组法。但是从干涉相位的角度来说,都是基于主辅两影像进行干涉处理的。因此,根据地基雷达差分干涉原理,可以建立每个主辅影像间的差分干涉相位模型,则干涉相位可表示为:
上式中,ΔφMS表示主影像M与辅影像S间的干涉相位;φGeom是由于设备移动或安置误差造成的几何关系不一致而产生的相位,若短时间连续监测时平台没有任何移动则可忽略此项;φDefo表示主辅影像采样时刻间产生的形变相位;φAtmo为主要由大气折射造成的大气延迟相位,即大气相位;φNoise表示可能由内部系统或外部场景所产生的相位噪声;2k是相位解缠项,其中k为未知的整数,即相位模糊度。由缠绕相位估算真实相位的过程,称为相位解缠。
GBSAR技术在时间序列进行相位累加解算时,若环境变化较大,则残余相位将产生累积。随着时序的推移,可能出现缠绕,相位信息的可靠性受到影响。根据奈奎斯特采样定理,为避免相位缠绕,目标体在相邻两次观测内的最大位移量为:
当观测条件较理想且位移无突变时,相邻两次观测位移差不超过ΔRmax,则无相位缠绕,可直接由相位差获取雷达视线向的位移信息。若在长时间序列内持续进行观测,则相位值的大小受时间、空间和噪声等失相关误差的干扰较为明显,相位值可能表现出严重缠绕,解缠所用的算法若不够完善,则将引起不可小视的残余误差。(www.daowen.com)
利用GBSAR获取数据时,观测的速度快,重复周期间隔短,地形影响可不做考虑,大量数据的获取变得简便易行。在短时间序列的观测中,连续获取数据的方式有利于累积干涉法的使用,进而较好地消除相位缠绕误差。针对连续观测GBSAR,相邻观测之间的间隔短,环境的变化小,所获取的图像数据间表现出较好的相干性,根据相位累积叠加的规则可快速求算目标体实际的形变量。若像素点q在时刻t1<t2<…<tN的复图像分别为I1,I2,…,IN,则该点的累积干涉相位为:
设λ表示雷达中心的波长。根据差分干涉相位Δφk,k+1信息求解形变信息,可表示为:
因为时间、空间和噪声去相关将对结果造成影响,所以在像素质量不佳、数量有限且稀疏的观测区内,相位解缠的精确进行难以得到实现。
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