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通道一致性误差对InSAR性能的影响分析

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资料介绍

摘 要:雷达设备收发分置带来的通道幅相一致性误差是单航过InSAR 系统必须考虑的突出问题之一。该文建立

了通道间幅度和相位一致性误差模型,采用面目标统计信号模型得到幅相误差存在时相干系数的计算结果,分析了

通道一致性误差对InSAR 干涉相位偏差和标准差的影响。最后利用地面半实物仿真试验得到实际雷达通道一致性

误差引入的干涉测高误差,半实物试验结果与理论分析一致,验证了通道一致性误差影响分析的正确性。


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33 卷第 11 期  
201111月  
Vol.33No.11  
Nov. 2011  
Journal of Electronics & Information Technology  
通道一致性误差对 InSAR 性能的影响分析  
何志华*  
黄海风  
梁甸农  
(国防科学技术大学电子科学与工程学院 长沙 410073)  
要:雷达设备收发分置带来的通道幅相一致性误差是单航过 InSAR 系统必须考虑的突出问题之一。该文建立  
了通道间幅度和相位一致性误差模型用面目标统计信号模型得到幅相误差存在时相干系数的计算结果析了  
通道一致性误差对 InSAR 干涉相位偏差和标准差的影响。最后利用地面半实物仿真试验得到实际雷达通道一致性  
误差引入的干涉测高误差,半实物试验结果与理论分析一致,验证了通道一致性误差影响分析的正确性。  
关键词:干涉 SAR;通道一致性误差;性能分析;半实物仿真  
中图分类号:TN958  
文献标识码: A  
文章编号:1009-5896(2011)11-2709-05  
DOI: 10.3724/SP.J.1146.2011.00111  
Analysis of Channel Mismatch Error on InSAR Performance  
He Zhi-hua  
He Feng  
Huang Hai-feng  
Liang Dian-nong  
(School of Electronic Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)  
Abstract: The channel mismatch error between separate radar instruments is one of the challenges in the single  
pass Interferometric SAR (InSAR) system. A channel amplitude and phase mismatch error model is introduced.  
The correlation coefficient with the channel mismatch error is obtained by a statistical signal model of extended  
scene. The influence of channel mismatch error on the InSAR phase deviation and variance is analyzed. Finally, a  
ground-based hardware-in-loop simulation is carried out to study the actual radar channel mismatch error impact  
on the InSAR performance. The simulation results are concordant with the theoretical analysis, which validate the  
correctness of the influence analysis of the channel mismatch error.  
Key words: InSAR; Channel mismatch error; Performance analysis; Hardware-in-loop simulation  
1 引言  
得到通道不一致引起的相干系数,然后分析了通道  
不一致对干涉相位偏差和标准差的影响,最后给出  
数值分析和半实物仿真试验结果。  
单航过 InSAR 系统不存在重复轨道 InSAR 系  
统时间去相干和成图率低的问题,是实现全球高精  
度地形测绘的一种有效手段[1]其雷达设备收发分  
置的特点也带来时间、相位和空间三同步[1,2]、基线  
测量[3]和通道不一致[4]等需要解决的问题达通道  
非理想特性不但会恶化分辨率、峰值旁瓣比和积分  
旁瓣比等 SAR 成像性能指标[5],还会带来 SAR 图  
像域相位误差而引起 InSAR 干涉相位偏差同  
时幅相不一致也会降低 InSAR 相干性大干涉相  
位标准差[4],最终降低 InSAR 测高性能[6]。  
2 信号模型  
与采用点目标成像模型分析 SAR 脉冲压缩响  
应的聚焦性能不同[5,8]InSAR 干涉相位是随机信  
号,只能采用面目标统计信号模型,从对干涉相位  
偏差和标准差两个方面的影响进行分析。  
考虑主星带两颗编队小卫星的一般性情况,以  
(x0,y0) 为中心同一个分辨单元对应的两个小卫星  
SAR S1,S2 [9]  
文献[5]从通道非理想特性对 SAR 成像的影响  
出发出幅度误差优于 0.9 dB位误差优于 10°  
的工程实现建议很少有文献针对 InSAR 测高应  
讨论通道非理想特性的影响[2,3,7]文首先建  
立干涉信号模型和通道幅度与相位不一致性模型,  
r
y
λ
(
)
Bk  
0
Sk = exp j2π  
σ x + μ,y + ν  
(
)
b
0
0
∫∫  
(
exp j2πf μ exp j2πf ν  
(
)
)
Xk  
Yk  
hx μ h (ν)dμdν + n  
(1)  
( )  
yk  
k
k
k = {1, 2} , rB (y0)为主星波束中心穿越散射元  
k
时小卫星 k 对应的双站斜距λ 为波长σb 为散射  
系数μ,ν 为积分变量fX = (fDc + fDc )/2V , fY =  
2011-02-14 收到,2011-07-22 改回  
*通信作者:何志华
k
0
k
k

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