Высокоточное развертывание фазы при интерферометрической обработке радиолокационных снимков Земли

Интерферометрическая обработка материалов радиолокационной съемки Земли из Космоса позволяет получать цифровые модели рельефа земной поверхности по двум комплексным радиолокационным изображениям, снятым с близких орбит, путем анализа разности фаз в одноименных точках изображений.
Наиболее нетривиальным этапом интерферометрической обработки является развертывание фазы интерферограммы – фазоразностного изображения. Значения фазы известны с точностью до целого количества периода, поэтому необходимо восстановление истинных значений фазы по ее свернутым значениям, определяемым главными значениями функции аргумента комплексного сигнала интерферограммы.
При развертывании фазы обычно предполагают гладкий характер фазовой поверхности, при котором изменения фазы за один пиксель не превышают половину периода. Поэтому развертывание фазы сводится к прямому или косвенному интегрированию фазовых градиентов. Однако для небольшой доли пикселей реальных интерферограмм это предположение о гладкости оказывается несправедливым, и в них возникают так называемые разрывы фазы. Если такие пиксели не будут особым образом учтены при интегрировании, это приведет к глобальным ошибкам развертывания фазы. Правильное выявление разрывов фазы составляет наибольшую сложность при развертывании фазы.
В докладе предлагается выявление фазовых разрывов в два этапа. На первом этапе осуществляется поиск участков на интерферограмме, на которых резко изменяется направление и величина наклона фазовой поверхности. На втором этапе осуществляется поиск участков, в которых наиболее велики невязки, возникающие при восстановлении фазовой поверхности из градиента по методу наименьших квадратов.
Также в докладе рассматривается случай, когда линии разрыва фазы изолируют друг от друга крупные области на интерферограмме, и предлагается использование опорного рельефа для определения соотношения средних уровней фазы в указанных областях.
В докладе представлены результаты развертывания фазы на интерферограммах, полученных при обработке пар изображений от космических радиолокационных систем TerraSAR-X, Radarsat-2 и COSMO-SkyMed.
Работа проводилась в рамках НИР 9-14Г по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации.