GBSAR能够快速采集监测目标区域的雷达影像,通常5~10分钟即可完成一景影像的采集工作。在地表微小形变监测应用中,通常可以认为短时间内(数个小时的时长,与实际变形速率相关)地表未发生任何形变。将该时段采集到的影像序列看作一个子影像集,那么在长时间周期的变形监测中便可以获取一系列类似的子影像集。通过分析各子影像集内部连续影像信号强度与观测相位的变化规律,对气象扰动和噪声影响进行削弱,进而通过分析各子集之间干涉相位的关联性,对长时间地表形变进行估计和提取。处于一个子影像集内部的影像序列时间跨度不长,一般根据实地气象参数变化情况具体确定影像采集数量。子集内的影像观测相位和信号强度通常都具有较高的质量和稳定性。每一个子影像集合成一景影像是较为高效的处理方法,为提高该合成影像的信噪比可以采用类似干涉相位叠加方法。我们知道气象扰动影响使采样复矢量在极坐标系内发生旋转和缩放。如果气象变化较为平缓,即不是急剧的或是高非线性的,采样复矢量或观测相位变化相应地也会较为平稳,那么通过对复矢量信号进行平均处理可以削弱其影响,与此同时也削弱了其他加性噪声的影响。子影像集内部连续监测序列处理的基本步骤如图8-7所示。为减少干涉处理数据量,提高计算效率,我们在计算平均影像之前进行了PS候选点的提取。PS候选点提取方法的选择与阈值设定过程,需要与连续影像干涉分析相一致。由于子影像集时间跨度较短,振幅离差阈值和平均热信噪比阈值方法已经足够去除大部分的虚假信号、弱信号和不稳定信号等。在利用子影像集内部观测相位序列进行平均计算之前需要进行相位解缠。首先在子影像集内部选择一景影像作为主影像,其他作为从影像均与主影像进行干涉计算。如果相位变化较为缓慢,可以直接对各PS候选点进行时域一维相位解缠而不必进行二维空间上的相位解缠。在对逐点完成相位解缠处理后,计算邻域相差以剔除部分孤立的变形异常点目标。进而按照公式计算各PS候选点目标的平均相位。
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式中,Nm为子影像集中GBSAR影像总数;fm1和fmn分别是子影像集中选作主影像的首影像和第n景从影像;conj(fmn)为取复数的共轭,W-1(fm1·conj(fmn))为相位解缠算子,∠W-1(fm1·conj(fmn))为相位提取操作。
最后结合平均相位和平均信号强度,将子影像集融合为一景平均复影像图。后续长时间序列之间的干涉计算与形变提取均基于各子影像集的平均影像进行。
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