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合成孔径雷达干涉与极化干涉技术研究

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文摘

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第一章引言

1.1极化合成孔径雷达(poISAR)及其发展

1.2干涉合成孔径雷达(InSAR)及其发展

1.3合成孔径雷达极化干涉技术(pOI-InSAR)及其发展

1.4论文研究的意义与主要内容

第二章极化合成孔径雷达的基本理论

2.1电磁波的极化及其表征

2.1.1波的极化

2.1.2极化椭圆

2.1.3 Jones矢量

2.1.4 Stokes矢量

2.1.5 Poincare球

2.2目标极化散射特性的表征

2.2.1极化散射矩阵

2.2.2散射矢量与极化协方差矩阵和极化散射相关矩阵

2.3极化基变换

2.4几种基本的极化散射机理

2.4.1奇次散射

2.4.2漫散射(Bragg散射)

2.4.3偶次散射

2.4.4体散射

2.5目标分解理论

2.5.1相干分解理论

2.5.2相关矩阵特征分解

2.6小结

第三章合成孔径雷达干涉技术

3.1合成孔径雷达(Synthetic Aperture "Radar,SAR)的系统响应

3.2合成孔径雷达干涉(SAR Interferometry)测量的基本原理

3.2.1 SAR垂直航迹干涉测量的基本原理

3.2.2 SAR差分干涉(DifferentiaI InSAR,D-InSAR)测量的基本原理

3.3干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR,InSAR)系统特性分析

3.3.1干涉相位分析

3.3.2干涉SAR系统中的几个重要参数

3.3.3 InSAR系统相关性分析

3.3.4 InSAR系统测量误差分析及主要参数的优化

3.4利用小卫星编队飞行实现全球三维成像的方法研究

3.4.1各种可能方案

3.4.2系统设计

3.5合成孔径雷达干涉数据处理的基本方法

3.6小结

第四章极化合成孔径雷达干涉技术

4.1引言

4.2极化合成孔径雷达干涉(PoI-InSAR)的基本原理

4.2.1矢量干涉

4.2.2任意极化基下的矢量干涉

4.2.3干涉相关系数的最优化算法

4.2.4相关散射分解

4.3合成孔径雷达图象极化干涉处理的实验结果

4.3.1实验数据介绍

4.3.2数据极化干涉处理的步骤及有关说明

4.3.3实验结果及分析

4.3.4基线的影响和分析

4.4小结

第五章合成孔径雷达图象的极化干涉分类研究

5.1合成孔径雷达图象的极化分类

5.1.1极化SAR图象的H/a非监督分类

5.1.2极化SAR图象的Wishart ML监督分类

5.1.3基于H/a的极化非监督Wishart ML分类

5.2合成孔径雷达图象的极化干涉分类

5.2.1 SAR极化干涉数据的HInt/AInt非监督分类

5.2.2 SAR图象的极化干涉非监督Wishart ML分类

5.3 SAR图象的极化干涉非监督Wishart ML分类实验结果

5.4多波段SAR图象的极化干涉非监督Wishart ML分类

5.5极化干涉非监督Wishart ML分类中存在的问题和解决方法

5.6小结

第六章结束语

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

致谢

附图

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摘要

该论文主要对SAR干涉和极化干涉技术进行研究.对InSAR的系统特性进行深入全面的分析和讨论.在对干涉相位的研究中,详细推导了条纹波数、临界基线、模糊高度、距离向最大可测坡度、频移、平地相位等参数,并分析了这些参数的物理意义.论文还深入研究影响InSAR系统相关性的因素,分析了噪声、体散射、基线(几何)、象素失配、时间、轨道不平行等去相关源对相关性的影响.在对影响InSAR系统高程测量误差的主要因素进行分析的基础上,论文给出对视角、基线倾角、系统带宽、基线长度等干涉系统参数进行优选的简单有效方法,并用ERS-1的参数进行分析.论文提出用小卫星编队飞行实现全球三维成像的几种方案,并对一种三星方案的系统参数进行了详细的分析和选择.在深入研究干涉技术的基础上,论文介绍了Pol-InSAR测量的基本原理,用SIR-C的实测数据进行了实验研究,并对实验结果给出详细的分析和讨论.最后,论文研究极化干涉在SAR图象地物分类中的应用,给出极化干涉非监督Wishart分类算法及其处理步骤,并对实验结果进行分析.提出多波段数据的极化干涉非监督Wishart分类算法,并对实验数据进行处理.

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