基于地形辅助的无人机载InSAR图像分区配准方法

作     者：谢鑫 邓云开 杨志军 田卫明 XIE Xin;DENG Yunkai;YANG Zhijun;TIAN Weiming

作者机构：北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 

出 版 物：《雷达学报（中英文）》 (Journal of Radars)

年 卷 期：2024年第13卷第1期

页      面：116-133页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFC3001903) 国家自然科学基金(62101036,61971037) 北京理工大学青年教师学术启动计划 

主　　题：无人机载干涉合成孔径雷达 图像配准 复杂地形 多项式模型 图像分区 

摘      要：小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、不平行的飞行轨迹导致两幅图像之间存在几何畸变。在复杂地形条件下,无人机载InSAR的干涉图像对之间的偏移量大且具有明显的空变特性,给图像配准带来了很大的技术挑战,常规的基于多项式拟合的配准方法不再适用。该文提出了一种利用地形辅助分区的图像配准方法。首先基于航迹信息生成高程门限,利用外部地形对测量区域进行图像分区处理,然后对区域内的偏移量构建多项式变换模型,对各区域边界处的偏移量施加约束,并进行联合求解,最后获得连续的全局偏移量拟合面,通过对辅图像进行重采样实现精配准。基于P波段无人机载InSAR获取的实测数据,初步验证了该方法的有效性。