● 摘要
干涉合成孔径雷达（INSAR）能够全天时、全天候获取高精度的数字化三维地形数据。本文研究的星载双天线INSAR系统是当前研究的热点之一，它可以有效的提高地形高度测量精度。本文在研究干涉SAR数据处理算法的基础上，分析了星载双天线干涉测量系统的性能。由此，论文的主要内容如下：1. 论述了INSAR的测高原理，并选取性能好的算法实现了数据处理流程， 其中，采用保相性能较好的CS算法对INSAR主副天线收到的原始回波数据进行了成像处理，采用多级配准法对得到的主副图像进行了配准，采用频域法对干涉相位图进行平地效应的去除，采用噪声消除法进行相位展开，最后根据几何关系将展开的相位值转换为高度值，从而得到数字地形高度（DEM）。2. 通过分析测高不确定度，得出高程精度对配准误差具有较高的灵敏度，因此本文重点研究了数据处理部分的图像配准，分析了配准误差的来源及对高程精度的影响，在研究现有算法的基础上提出了结合最大相关系数法和频谱差异法的多级配准方法，该方法在满足配准精度的条件下，减少了配准计算的工作量，本文对仿真数据和实际数据进行实验，验证了该算法的有效性。3. 星载双天线干涉SAR系统性能分析，重点分析了双天线系统相比于其他系统特有的天线支撑臂存在姿态误差时对系统干涉性能的影响。本文建立了信号模型和天线支撑臂姿态误差模型，从副天线位置偏移和波束指向偏移两个方面推导了系统受到的影响。分析结果表明天线支撑臂存在姿态误差时会对雷达图像产生影响，如信噪比下降、方位模糊增加、散焦和分辨率下降、出现几何和相位失真等，从而导致干涉相位中产生相位误差、干涉复图像间相干性下降，最终影响数字高程的质量。