基于混合迭代的干涉相位仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及干涉相位圖仿真領(lǐng)域，特別涉及一種基于混合迭代的干涉相位仿真方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 干涉相位的模擬是基于干涉相位與兩次成像的路徑差的比例關(guān)系來進行的。在已 知DEM數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星軌道參數(shù)的前提下，干涉相位仿真的關(guān)鍵在于尋找目標點在雷達成像 時刻的主從衛(wèi)星的位置、以及地理坐標位置之間三者之間的對應點，從而可根據(jù)路徑差及 雷達波長求出干涉相位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于混合迭代的干涉相位仿真方法，通過采用混合迭 代的方式，保證了在進行DEM模型匹配的過程中不出現(xiàn)迭代發(fā)散，并能夠提高迭代的速度， 從而提高了運算效率，節(jié)約了運算時間。
[0004] 本發(fā)明提供了一種基于混合迭代的干涉相位仿真方法，包括：
[0005] 步驟1 :分別利用設定的n個假定高程hQ,r"hQ,n，生成主衛(wèi)星雷達圖像坐標系中柵 格點的地理坐標系中的前向地理編碼多項式系數(shù){ck}和{dk}，其中，
[0006]
U。，I。）為柵格點對應的經(jīng)煒度值， 1 ^ 1 ^n；
[0007] 步驟2:利用步驟1得到的{ck}和{dk}構(gòu)造匹配目標函數(shù)f(h。）=zU(h。）， UhQ))_h。，并劃定解區(qū)丨'
，其中z(d)為DEM模型，解區(qū)間
為DEM的最小值和最大值；
[0008] 步驟3:任茇
，利用
[0009]
?目標函數(shù) f(h。）進行反二次插值，其4
[0010]
[0011] 步驟4 :判斷步驟3得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值/Z= &3)，然后進入步驟9,否則判斷目標函 數(shù)f(h。）的絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則以插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然 后返回步驟3 ;否則進入步驟5 ;
[0012] 步驟5:任選
，利用
[0013]
對目標函數(shù)進行割線插值；
[0014] 步驟6 :判斷步驟5得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值/z=M2)，進入步驟9,否則判斷目標函數(shù) f(h。）的絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則以插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然后 返回步驟3;否則進入步驟7;
[0015] 步驟7 :利用
目標函數(shù)進行均值插值；
[0016] 步驟8 :判斷步驟7得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值力=，進入步驟9,否則以插值結(jié)果更新 解區(qū)間邊界，然后返回步驟3 ;
[0017] 步驟9 :根據(jù)DEM匹配成功時的實際高程值h，根據(jù)主衛(wèi)星軌道參數(shù)、主衛(wèi)星位置矢 量Si，通過前向地理編碼方法計算目標點的笛卡爾坐標；
[0018] 步驟10 :根據(jù)步驟9得到的目標點的笛卡爾坐標，以及從衛(wèi)星軌道參數(shù)，采用后向 地理編碼計算目標點在從圖像中的坐標，并由此獲得目標點在成像時刻所對應的從衛(wèi)星的 位置矢量S2;
[0019] 步驟11 :根據(jù)主衛(wèi)星的位置Si、從衛(wèi)星的位置&以及目標點的笛卡爾坐標，計算目 標點對主從天線的波程差，得到干涉相位值。
[0020] 由于反二次插值和割線插值分別實現(xiàn)了對場景DEM局部曲面的二次擬合和線性 擬合，而均值插值沒有直接利用DEM曲面信息，因此收斂速度依次降低；但是，高階插值存 在發(fā)散的可能，而均值插值以對分法的思想縮小解區(qū)間，可以保證解的收斂性。故采用本發(fā) 明提出的混合迭代方法可以保證對任意復雜地形的高效率匹配。
【具體實施方式】
[0021] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中 的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是 全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前 提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0022] 本發(fā)明提供了一種基于混合迭代的干涉相位仿真方法，包括：
[0023] 步驟1 :分別利用設定的n個假定高程hQyhQ,n，生成主衛(wèi)星雷達圖像坐標系中柵 格點的地理坐標系中的前向地理編碼多項式系數(shù){ck}和{dk}，其中，
[0024]
U。，I。）為柵格點對應的經(jīng)煒度值，1 ^ 1 ^ n；
[0025] 步驟2:利用步驟1得到的{ck}和{dk}構(gòu)造匹配目標函數(shù)f(h。）=zU(h。）， UhQ))_h。，并劃定解區(qū)間 ，其中zU，U為DEM模型，解區(qū)間 [?')] 為DEM的最小值和最大值；
[0026] 步驟3:任選
，利用
[0027]
對目標函數(shù) f(h。）進行反二次插值，其中分=/(/^〇)) / /(被)），
[0028]
[0029] 步驟4:判斷步驟3得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值然后進入步驟9,否則判斷目標函 數(shù)f(h。）的絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則以插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然 后返回步驟3 ;否則進入步驟5 ;
[0030]步驟5:任選|，利用
[0031]
對目標函數(shù)進行割線插值；
[0032] 步驟6:判斷步驟5得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值辦=02\進入步驟9,否則判斷目標函數(shù) f(h。）的絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則以插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然后 返回步驟3;否則進入步驟7;
[0033]步驟7:利用對目標函數(shù)進行均值插值；
[0034] 步驟8:判斷步驟7得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f(h。）的絕對值小于門限 值，若是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值，進入步驟9,否則以插值結(jié)果更新 解區(qū)間邊界，然后返回步驟3;
[0035] 步驟9 :根據(jù)DEM匹配成功時的實際高程值h，根據(jù)主衛(wèi)星軌道參數(shù)、主衛(wèi)星位置矢 量Si，通過前向地理編碼方法計算目標點的笛卡爾坐標；
[0036] 步驟10 :根據(jù)步驟9得到的目標點的笛卡爾坐標，以及從衛(wèi)星軌道參數(shù)，采用后向 地理編碼計算目標點在從圖像中的坐標，并由此獲得目標點在成像時刻所對應的從衛(wèi)星的 位置矢量S2;
[0037] 步驟11 :根據(jù)主衛(wèi)星的位置Si、從衛(wèi)星的位置&以及目標點的笛卡爾坐標，計算目 標點對主從天線的波程差，得到干涉相位值。
[0038] 由于反二次插值和割線插值分別實現(xiàn)了對場景DEM局部曲面的二次擬合和線性 擬合，而均值插值沒有直接利用DEM曲面信息，因此收斂速度依次降低；但是，高階插值存 在發(fā)散的可能，而均值插值以對分法的思想縮小解區(qū)間，可以保證解的收斂性。故采用本發(fā) 明提出的混合迭代方法可以保證對任意復雜地形的高效率匹配。
[0039] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然 可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換， 而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和 范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于混合迭代的干設相位仿真方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟1 :分別利用設定的n個假定高程Vi-h。,。，生成主衛(wèi)星雷達圖像坐標系中柵格點 的地理坐標系中的前向地理編碼多項式系數(shù){cj和（cU，其中，I(C。，C。）為柵格點對應的經(jīng)締度值，1《1《n; 步驟2:利用步驟1得到的{cJ和{dj構(gòu)造匹配目標函數(shù)f(h。）=zU化。)，Uh。}}-!!。，并劃定解區(qū)間防^皆八]，其中zU，U為DEM模型，解區(qū)間 為DEM的最小值和最大值；，利用對目標函數(shù)f化。） 進行反二次插值，其中9二/(/zjoj) / ，步驟4 :判斷步驟3得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f化。）的絕對值小于口限值，若 是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值A二然后進入步驟9,否則判斷目標函數(shù)f化。） 的絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則W插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然后返回步 驟3 ;否則進入步驟5 ; 步驟5 :任選媒）巨[/jJW，皆氣，利用對目標函數(shù)進行割線插值； 步驟6 :判斷步驟5得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f化。）的絕對值小于口限值，若 是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值片二進入步驟9,否則判斷目標函數(shù)f化。）的 絕對值是否減小且解區(qū)間減少一半，如果是，則W插值結(jié)果更新解區(qū)間邊界，然后返回步驟 3;否則進入步驟7; 步驟7 :利用/?^^二/ 2對目標函數(shù)進行均值插值. 步驟8 :判斷步驟7得到的插值結(jié)果是否使得目標函數(shù)f化。）的絕對值小于口限值，若 是，則DEM模型匹配成功，令實際高程值A二/if^，進入步驟9,否則W插值結(jié)果更新解區(qū)間 邊界，然后返回步驟3; 步驟9 :根據(jù)DEM匹配成功時的實際高程值h，根據(jù)主衛(wèi)星軌道參數(shù)、主衛(wèi)星位置矢量Si，通過前向地理編碼方法計算目標點的笛卡爾坐標； 步驟10 :根據(jù)步驟9得到的目標點的笛卡爾坐標，W及從衛(wèi)星軌道參數(shù)，采用后向地理 編碼計算目標點在從圖像中的坐標，并由此獲得目標點在成像時刻所對應的從衛(wèi)星的位置 矢量Sz; 步驟11:根據(jù)主衛(wèi)星的位置Si、從衛(wèi)星的位置S2W及目標點的笛卡爾坐標，計算目標點 對主從天線的波程差，得到干設相位值。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于混合迭代的干涉相位仿真方法，通過采用混合迭代的方式，保證了在進行DEM模型匹配的過程中不出現(xiàn)迭代發(fā)散，并能夠提高迭代的速度，從而提高了運算效率，節(jié)約了運算時間。
【IPC分類】G01S7/40
【公開號】CN105005034
【申請?zhí)枴緾N201510452275
【發(fā)明人】黃琴
【申請人】寧波高新區(qū)寧源科技服務有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月24日