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干涉合成孔径雷达(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)是一种获取高精度DEM的重要技术手段,是对传统SAR技术的重要扩展。能够全天时大范围地获取高精度的地形数据。在地图绘制、冰川研究、地震研究以及森林制图等许多领域有重要的应用。多基线InSAR是在传统InSAR技术的基础上发展起来的新技术,能够有效解决传统InSAR基线配置选择方式单一,无法充分利用长短基线优势的缺点。在信号处理的过程中,传统单基线InSAR必须进行繁复的相位解缠过程,而多基线InSAR则可以充分利用多条基线的观测优势,避开相位解缠直接恢复高程。与此同时,多基线InSAR还能解决叠掩问题。论文的主要工作和创新点如下: (1)介绍了InSAR系统的测高原理,分析推导了InSAR相位信号的特点,InSAR相位的统计特点是相位滤波与多基线高程反演的理论基础。同时分析了InSAR去相干因素,对于分析InSAR测量误差的产生原因和大小具有一定的指导意义。 (2)针对多基线与单基线InSAR信号处理中相位滤波的问题,本文提出了一种称为中值PLOW的新的滤波算法,该算法作为一种基于块的非局部算法,能够在最大程度上保持相位图的纹理细节,在一定程度上解决了滤波与细节保持的矛盾,本文使用仿真数据和实测数据验证了这一算法。 (3)干涉相位去噪算法的评价问题也是本文研究的一个方面,传统仿真实验通常采用均方根误差来评价去噪效果。近年来,又有学者引入了方法噪声(Methodnoise)的概念,本文使用分形维数(Fractal dimension)作为一个新的对比指标进行了仿真实验。 (4)多基线InSAR的一个重要技术优势在于无需进行相位解缠即可直接恢复出高程,这得益于多条基线同时观测数据的融合使用。本文研究了多基线InSAR最具典型代表的最大似然和基于马尔可夫随机场的最大后验估计,通过实验对比分析了两种算法的优劣。 (5)针对最大后验估计中超参数估计通常采用EM(Expectation-Maximization)算法配合蒙特卡洛计算来完成的特点,论文提出使用MTMIS(multiple-trialMetropolized independence sampler)采样代替原文献的Metropolis-Hastings采样,实验结果表明这种改进对于提高高程反演的精度有一定的帮助。