CN116500604A - 一种水深定量反演方法、装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深度定量估算技术领域，公开了一种水深定量反演方法、装置，用于对洪涝淹没深度进行定量估算。所述水深定量反演方法包括：获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型。

Description

一种水深定量反演方法、装置
技术领域
本发明涉及深度定量估算技术领域，尤其涉及一种水深定量反演方法、装置。
背景技术
近年来，随着气象条件日益复杂，汛期强对流、强降雨情况增多，且空间分布多变。历史上降雨量较少的地区发生洪涝的概率日益增加。目前电网各级管理部门越来越重视防范强对流天气对电网的影响，同时也高度重视洪涝灾害发生后的快速应急指挥和电网设备设施抢修。
从技术层面，洪涝灾害发生后的快速应急指挥和电网设备设施抢修需要对洪涝淹没范围和淹没深度等灾害态势有全面、精细化的判断。目前，大量研究主要集中在洪涝淹没范围快速提取上，但对于洪涝淹没深度定量估算分析较少。
发明内容
本发明提供了一种水深定量反演方法、装置，用于解决上述提到的技术问题。
本发明第一方面提供了一种水深定量反演方法，所述水深定量反演方法包括：
获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述水深定量反演方法还包括：
接收北斗卫星发射的GNSS直射信号；其中，GNSS直射信号经过水面反射后，形成卫星的高度角θ，反射信号比GNSS直射信号多经过的距离为S；
通过所述高度角θ与多经过的距离为S计算接收机距离水面的高度H。
可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述接收机距离水面的高度H具体计算公式如下：
；
其中，c为光速，Δt为反射信号相对GNSS直射信号的路径延迟时间差，H为接收机距离水面的高度，θ为高度角。
可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述水深定量反演方法还包括：
构建同步接收B2a和B2b两个频段通道直射信号和反射信号的北斗地面装置；并通过所述北斗地面装置进行水深距离测量；其中，B2a为基于第一预设频段的频段通道，B2b为基于第二预设频段的频段通道；
通过射频开关定时切换反射信号与直射信号的不同路径；其中，所述射频开关分别设置于所述北斗地面装置的直射天线和反射天线的输出端；
计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差；
通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果，计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下北斗地面装置测量的最终的水位高度测量结果，再将得到所述最终的水位高度测量结果结合三维地形计算得到北斗地面装置测量水深结果。
可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，在射频开关直通的情况下，直射天线与第一电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第二电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接，在射频开关交叉的情况下，直射天线与第二电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第一电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接；所述计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差，具体的计算公式如下：
射频开关处于直通状态下有：
；
射频开关处于交叉状态时有：
；
上述两个公式相加，则有：
；
其中，信号到达直射天线和反射天线的时间分别为td和tr，第一电缆与第一射频单元造成的通道延迟为tb，第二电缆与第二射频单元造成的通道延迟为tc；
在射频开关直通情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa和τb，在射频开关交叉情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa'和τb'，为天线输出端反射信号相对直射信号的信号延迟时间差。
可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为水面测高结果；/>为测量误差。
可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果，为在B2a频段通道信号下的水位高度测量结果，/>为在B2b频段通道信号下的水位高度测量结果。
可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述水深定量反演方法还包括：
构建基于多项式的数据拟合模型，并根据所述SAR影像上水域面状的水深反演影像结果和北斗地面装置测量水深结果，通过最小二乘法对所述数据拟合模型进行结算，得到适用于所述数据拟合模型的模型参数，将所述模型参数代入数据拟合模型的公式中，得到最终的校正水深估算结果公式。
可选的，在本发明第一方面的第八种实现方式中，所述构建基于多项式的数据拟合模型，包括：
；
其中，为北斗地面装置测量水深结果，/>为SAR影像上水域面状的水深反演影像结果，/>(i=1,...,5)和d为模型参数。
本发明第二方面提供了一种水深定量反演装置，所述水深定量反演装置包括：
获取模块，用于获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
采集模块，用于采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
训练模块，用于通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
本发明提供的技术方案中，有益效果：本发明提供的一种水深定量反演方法、装置，通过建立L波段SAR卫星影像（后向散射系数）与水深的定量关系，实现多云雨天气洪涝灾后第一时间水深反演，避免现有多光谱卫星遥感影像受云雨遮挡，无法计算水深的情况。并且通过融合直通和交叉信道的北斗GNSS信号进行水深测量，修正了北斗接收机造成的系统性误差，提高了北斗GNSS信号水面测高的精度；最后通过融合北斗和SAR卫星遥感的水深估算数据同化，实现了利用局部北斗水深结果修正大范围SAR卫星水深反演结果，提升了大范围水深估算的精度。
附图说明
图1为本发明实施例中水深定量反演方法的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例示意图；
图3为本发明实施例中水深定量反演装置的一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种水深定量反演方法、装置，用于对洪涝淹没深度进行定量估算。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中水深定量反演方法的一个实施例包括：
步骤101、获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
可以理解的是，本发明的执行主体可以为水深定量反演装置，还可以是终端或者服务器，具体此处不做限定。本发明实施例以水深定量反演装置为执行主体为例进行说明。
具体的，首先获取洪涝灾害发生后的双极化（HH/HV极化或VV/VH极化）SAR影像。考虑到波长越长，对水体穿透能力越强。因此，主要选用L波段SAR影像（如阿根廷SAOCOM雷达卫星影像）。
其中，进一步解释（HH/HV极化或VV/VH极化）的具体含义：
HH极化：表示以水平（horizontal）极化发射电磁波，以水平（horizontal）极化方式接收反射回来的电磁波，得到的信号强度；
HV极化：表示以垂直（Vertical）极化发射电磁波，以水平（horizontal）极化方式接收反射回来的电磁波，得到的信号强度；
VV极化：表示以垂直（Vertical）极化发射电磁波，以垂直（Vertical）极化方式接收反射回来的电磁波，得到的信号强度；
VH极化：表示以水平（horizontal）极化发射电磁波，以垂直（Vertical）极化方式接收反射回来的电磁波，得到的信号强度；
针对获取的双极化SAR影像，利用GAMMA软件完成辐射校正、噪声滤波等预处理，得到可进行定量分析的第一影像。第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ，σ∈（0, 1）。所述第一影像具体指经过GAMMA软件完成辐射校正、噪声滤波等预处理，得到可进行定量分析的影像。
步骤102、采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
具体的，与获取的SAR卫星遥感影像同步，在获取SAR卫星遥感影像时间的左右24小时内，安排地面人员开展洪涝水深的地面实地量测。采用单波束实施水深测量，使用的仪器为SDE-28S高频测深仪，工作频率200kHz，发射功率500W，测深范围0.3-600 m，测深精度±1 cm ± 0.1% H(H为水深，以米为单位)，分辨率0.01 m。最终获取不低于50处实际水深真值，及对应真值的经纬度坐标。
利用实地水深量测结果，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数，训练预设的指数反演模型，计算得到指数反演模型的参数a1、a2、a3和b的结果，完成指数反演模型训练。
其中，预设的指数反演模型为：
设计一种后向散射系数σ与水深H的定量映射模型如下：
；
或
；
其中，
；
；
；
；
其中，i, j为图像上的第i行，第j列的像元。
分别表示图像上的第i行，第j列的像元对应的HH极化、HV极化、VV极化和VH极化下的后向散射系数值。
分别表示图像上的第i行，第j列的像元九宫格对应的HH极化、HV极化、VV极化和VH极化下的后向散射系数平均值。
a1、a2、a3和b分别为常量系数，利用样本库可训练得到对应的值。
步骤103、通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
具体的，通过训练得到的指数反演模型，利用获取的SAR影像，反演得到SAR影像上整个水域面状的水深反演影像结果。
本发明实施例中，有益效果：建立L波段SAR卫星影像（后向散射系数）与水深的定量关系，实现多云雨天气洪涝灾后第一时间水深反演，避免现有多光谱卫星遥感影像受云雨遮挡，无法计算水深的情况。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
接收北斗卫星发射的GNSS直射信号；其中，GNSS直射信号经过水面反射后，形成卫星的高度角θ，反射信号比GNSS直射信号多经过的距离为S；
通过所述高度角θ与多经过的距离为S计算接收机距离水面的高度H。
具体的，北斗卫星为发射GNSS信号的装置，H为接收机距离水面的高度，P点为水面反射点，θ为卫星的高度角。由于接收机距离水面的距离远远小于信号传播至接收机的距离，因此，到达接收机的直射信号与到达镜面反射点的直射信号被认为完全平行，反射信号比直射信号多经过的距离为S。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
所述接收机距离水面的高度H具体计算公式如下：
；
其中，c为光速，Δt为反射信号相对GNSS直射信号的路径延迟时间差，H为接收机距离水面的高度，θ为高度角。
具体的，公式中，c为光速；Δt为反射信号相对GNSS直射信号的路径延迟时间差。如果接收机可以准确估算出Δt，通过上述公式即可获取接收机相对水面的高度。Δt的估算精度直接影响了水面高度测量精度。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
所述水深定量反演方法还包括：
构建同步接收B2a和B2b两个频段通道直射信号和反射信号的北斗地面装置；并通过所述北斗地面装置进行水深距离测量；其中，B2a为基于第一预设频段的频段通道，B2b为基于第二预设频段的频段通道；
通过射频开关定时切换反射信号与直射信号的不同路径；其中，所述射频开关分别设置于所述北斗地面装置的直射天线和反射天线的输出端；
计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差；
通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果，计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下北斗地面装置测量的最终的水位高度测量结果，再将得到所述最终的水位高度测量结果结合三维地形计算得到北斗地面装置测量水深结果。
具体的，北斗三号与北斗二号相比，新增了多个性能优越的码型，包括1575.42MHz频段的B1C码、1207.14 MHz频段的B2b码和1176.45 MHz频段的B2a码。目前，官方公开了完整的B2b、B2a的调制方式、伪随机码及电文信息。北斗三号新增的B2a和B2b信号带宽明显高于BD-2系统信号，会带来更加优越的伪距测量性能。
因此，本发明采用B2a和B2b两个频段通道，开展水深距离量测。首先，构建同步接收B2a和B2b两个频段通道直射信号和反射信号的北斗地面装置。本装置在天线输出端口安装射频开关，用于定时切换开关位置。实现直射信号和反射信号交叉传输，消除电缆及通道偏差带来的系统误差。
所述第一预设频段为1176.45 MHz，所述第二预设频段为1207.14 MHz，通过手持双通道北斗地面装置，置于水面上方即可接收GNSS信号。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
请参阅图2，如（a）所示，在射频开关直通的情况下，直射天线与第一电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第二电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接；如（b）所示，在射频开关交叉的情况下，直射天线与第二电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第一电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接；所述计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差，具体的计算公式如下：
射频开关处于直通状态下有：
；
射频开关处于交叉状态时有：
；
上述两个公式相加，则有：
；
其中，信号到达直射天线和反射天线的时间分别为td和tr，第一电缆与第一射频单元造成的通道延迟为tb，第二电缆与第二射频单元造成的通道延迟为tc；
在射频开关直通情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa和τb，在射频开关交叉情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa'和τb'，为天线输出端反射信号相对直射信号的信号延迟时间差。
其中，所述第一电缆为电缆B，所述第二电缆为电缆C，所述第一射频单元为射频单元B，所述第二射频单元为射频单元C，所述第一反射处理通道为反射处理通道1，所述第二反射处理通道为反射处理通道2。
具体的，本发明实施例采用了一种交叉校准的方案：在双频段通道集成北斗地面装置中的直射和反射天线的输出端增加了射频开关，通过定时切换开关的位置，使得反射和直射信号定时切换不同的路径，结合后期数据处理消除两个通道间由于不同的射频链路延时而造成的系统偏差，从而免除了繁琐的接收机通道延迟定标操作。
所述第一电缆为电缆B，第二电缆为电缆C，第一射频单元为射频单元B，第二射频单元为射频单元C，
信号到达直射天线和反射天线的时间分别为td和tr，电缆B、射频单元B和电缆C、射频单元C。造成的通道延迟分别tb和tc。射频开关直通情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa和τb。射频开关交叉情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa'和τb'，因此射频开关处于直通状态下有：
；
射频开关处于交叉状态时有：
；
上述两个公式相加，则有：
；
式中，为天线输出端反射相对直射的信号延迟。如果忽略直射和反射天线之间的相位中心差，该值则正是所需要的反射相对直射的真实路径差。因此，只需测量射频开关直通和交叉情况下相关波形的延迟，即可获取真实反射相对直射信号的路径延迟信息。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
所述通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为水面测高结果；/>为测量误差。
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
所述计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果，为在B2a频段通道信号下的水位高度测量结果，/>为在B2b频段通道信号下的水位高度测量结果。
具体的，利用北斗地面装置可以同步接收B2a和B2b两个频段通道信号，因此通过指数反演模型公式，可以同步计算得到）和/>。
因此，最终的水位高度测量结果如下：
；
本发明实施例中水深定量反演方法的另一个实施例包括：
所述水深定量反演方法还包括：
构建基于多项式的数据拟合模型，并根据所述SAR影像上水域面状的水深反演影像结果和北斗地面装置测量水深结果，通过最小二乘法对所述数据拟合模型进行结算，得到适用于所述数据拟合模型的模型参数，将所述模型参数代入数据拟合模型的公式中，得到最终的校正水深估算结果公式。
具体的，首先构建基于多项式的数据拟合模型
构建基于多项式的数据拟合模型如下：
；
其中，是北斗装置测量水深结果。/>是对应经纬度的SAR卫星水深反演结果。
再解算基于多项式的数据拟合模型。
基于上述得到的北斗高精度水深反演结果（实地北斗地面测量结果不少于50个），结合SAR卫星大范围水深反演结果，结合最小二乘法，对上述拟合模型进行结算，得到(i=1,...,5)和d。
最后对整个SAR影像水深反演结果进行校正。
利用得到的(i=1,...,5)和d，带入多项式的数据拟合模型的公式，得到最终的校正水深估算结果，最终的校正水深估算结果如下：
；
其中，为最终的校正水深估算结果。
上面对本发明实施例中水深定量反演方法进行了描述，下面对本发明实施例中水深定量反演装置进行描述，请参阅图3，本发明实施例中水深定量反演装置1一个实施例包括：
获取模块11，用于获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
采集模块12，用于采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
训练模块13，用于通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
本发明提供的一种水深定量反演方法、装置，通过建立L波段SAR卫星影像（后向散射系数）与水深的定量关系，实现多云雨天气洪涝灾后第一时间水深反演，避免现有多光谱卫星遥感影像受云雨遮挡，无法计算水深的情况。并且通过融合直通和交叉信道的北斗GNSS信号进行水深测量，修正了北斗接收机造成的系统性误差，提高了北斗GNSS信号水面测高的精度；最后通过融合北斗和SAR卫星遥感的水深估算数据同化，实现了利用局部北斗水深结果修正大范围SAR卫星水深反演结果，提升了大范围水深估算的精度。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水深定量反演方法，其特征在于，包括：
获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水深定量反演方法还包括：
接收北斗卫星发射的GNSS直射信号；其中，GNSS直射信号经过水面反射后，形成卫星的高度角θ，反射信号比GNSS直射信号多经过的距离为S；
通过所述高度角θ与多经过的距离为S计算接收机距离水面的高度H。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收机距离水面的高度H具体计算公式如下：
；
其中，c为光速，Δt为反射信号相对GNSS直射信号的路径延迟时间差，H为接收机距离水面的高度，θ为高度角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水深定量反演方法还包括：
构建同步接收B2a和B2b两个频段通道直射信号和反射信号的北斗地面装置；并通过所述北斗地面装置进行水深距离测量；其中，B2a为基于第一预设频段的频段通道，B2b为基于第二预设频段的频段通道；
通过射频开关定时切换反射信号与直射信号的不同路径；其中，所述射频开关分别设置于所述北斗地面装置的直射天线和反射天线的输出端；
计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差；
通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果，计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下北斗地面装置测量的最终的水位高度测量结果，再将得到所述最终的水位高度测量结果结合三维地形计算得到北斗地面装置测量水深结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在射频开关直通的情况下，直射天线与第一电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第二电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接，在射频开关交叉的情况下，直射天线与第二电缆连接，第一电缆与第一射频单元连接，反射天线与第一电缆连接，第二电缆与第二射频单元连接；所述计算射频开关处于直通状态和交叉状态下的信号延迟时间差，具体的计算公式如下：
射频开关处于直通状态下有：
;
射频开关处于交叉状态时有：
;
上述两个公式相加，则有：
;
其中，信号到达直射天线和反射天线的时间分别为td和tr，第一电缆与第一射频单元造成的通道延迟为tb，第二电缆与第二射频单元造成的通道延迟为tc；
在射频开关直通情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa和τb，在射频开关交叉情况下，第一反射处理通道和第二反射处理通道的相关波形测得的延迟分别为τa'和τb'，为天线输出端反射信号相对直射信号的信号延迟时间差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过所述信号延迟时间差计算水位高度测量结果，并通过所述水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为水面测高结果；/>为测量误差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果的公式如下，包括：
；
其中，为在接收B2a和B2b两个频段通道信号下最终的水位高度测量结果，为在B2a频段通道信号下的水位高度测量结果，/>为在B2b频段通道信号下的水位高度测量结果。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水深定量反演方法还包括：
构建基于多项式的数据拟合模型，并根据所述SAR影像上水域面状的水深反演影像结果和北斗地面装置测量水深结果，通过最小二乘法对所述数据拟合模型进行结算，得到适用于所述数据拟合模型的模型参数，将所述模型参数代入数据拟合模型的公式中，得到最终的校正水深估算结果公式。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述构建基于多项式的数据拟合模型，包括：
；
其中，为北斗地面装置测量水深结果，/>为SAR影像上水域面状的水深反演影像结果，/>(i=1,...,5)和d为模型参数。
10.一种水深定量反演装置，其特征在于，所述水深定量反演装置包括：
获取模块，用于获取双极化SAR影像，并对所述双极化SAR影像进行预处理，得到可定量分析的第一影像，其中，所述第一影像上的每个像元值是对应地物的后向散射系数σ；
采集模块，用于采集多处实际水深真值以及对应实际水深真值的经纬度坐标，得到实地水深量测数据，利用所述实地水深量测数据，结合对应经纬度坐标的SAR影像后向散射系数σ训练预设的指数反演模型，得到指数反演模型的参数结果以及训练后的指数反演模型；
训练模块，用于通过训练后的指数反演模型，利用获取到的双极化SAR影像，进行大范围水深反演，得到SAR影像上水域面状的水深反演影像结果。
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