KR101712084B1 - Method and Apparatus for Correcting Ionospheric Distortion based on multiple aperture interferometry - Google Patents

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KR101712084B1 KR1020150107053A KR20150107053A KR101712084B1 KR 101712084 B1 KR101712084 B1 KR 101712084B1 KR 1020150107053 A KR1020150107053 A KR 1020150107053A KR 20150107053 A KR20150107053 A KR 20150107053A KR 101712084 B1 KR101712084 B1 KR 101712084B1
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본 발명은 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대하여 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치는 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 비행방향 위상차 계산부, 상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 필터링된 MAI 간섭도 획득부, 상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성하는 모델 생성부, 상기 생성된 모델을 기반으로, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 적분된 MAI 간섭도 획득부, 및 상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거하여 보정된 위성레이더 간섭도를 획득하는 보정 위성레이더 간섭도 획득부를 포함할 수 있다.
The present invention relates to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique, and more particularly, to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique based on a multi- A method for correcting ion distortion, and a device therefor.
In order to achieve the above object, an ion distortion correction apparatus based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention calculates a differential value for a flight direction from a satellite radar interference map produced using SAR (Synthetic Aperture Radar) A filtered directional phase difference calculation unit, a filtered MAI interference degree acquisition unit that obtains a filtered MAI interference degree using a multiple aperture interferometry (MAI) interference degree produced using the satellite radar interference degree, a differential value And a model generating unit for generating a model including an ion distortion phase and an orbital distortion phase based on the filtered MAI interference degree, and a model generating unit for generating an integrated MAI interference map by integrating the filtered MAI interference map based on the generated model, An integrated MAI interference level acquiring unit for acquiring the satellite radar interference level, Satellite radar interference correction for obtaining a degree of coherence may also include an acquisition.

Description

멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치 {Method and Apparatus for Correcting Ionospheric Distortion based on multiple aperture interferometry}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-

본 발명은 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대하여 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique, and more particularly, to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique based on a multi- A method for correcting ion distortion, and a device therefor.

근래에 개발된 위성레이더 간섭기법(Interferometric Synthetic Aperture Radar; InSAR)은 2차원적으로 수 십 km2 이상의 넓은 지역에서 수 cm 내지 수 mm 정도의 측정 민감도를 지니며 지표변위를 관측하는데 성공적으로 이용되어 왔다.The satellite radar interference techniques developed in recent years (Interferometric Synthetic Aperture Radar; InSAR) has been successfully used to observe the number of surface displacements said Genie a measurement sensitivity of about sip km 2 be greater than or equal to the number of cm to over a wide area mm in two dimensions come.

과거 15년 동안 레이더 간섭기법은 지진, 화산, 빙하, 산사태, 지하수 펌핑, 매립지 침하, 폐광산침하 등에 활용되어 왔다. 이러한 레이더 간섭기법에 의하여 생성되는 데이터를 레이더 간섭도라고 하는데 이로부터 안테나의 관측 방향(line-of-sight; LOS)으로 정밀지표변위를 관측할 수 있다.Over the past 15 years, radar interference techniques have been used for earthquakes, volcanoes, glaciers, landslides, groundwater pumping, landfill subsidence, and abandoned mine sinks. The data generated by this radar interference technique is called radar interference, from which it is possible to observe the precise surface displacement with the line-of-sight (LOS) of the antenna.

그러나 이러한 기술은 단지 관측방향으로의 1차원 지표변위만을 관측할 수 있기 때문에 지진활동, 화산분출, 산사태, 빙하이동 등에 있어 지표변위의 메카니즘을 입체적으로 분석하는데 한계가 있었다. 이에 많은 연구자들은 이러한 단점을 극복하기 위해 2차원 또는 3차원의 지표변위를 관측하기 위한 연구를 활발히 진행되어 왔다.However, since this technique can only observe one-dimensional surface displacements in the observation direction, there is a limit to the three-dimensional analysis of the mechanism of surface displacement in seismic activity, volcanic eruption, landslide, and glacier movement. Many researchers have been actively studying 2D or 3D surface displacements to overcome these drawbacks.

그 예로, 종래에는 경로(path)가 다른 여러 장의 영상으로부터 레이더 간섭기법을 이용하여 ground range 방향과 지표 수직 방향의 지표변위를 결정하는 방법이 제안된 바 있으나, 이는 비행방향으로의 지표변위를 관측할 수 없는 단점이 있다. 또한, 3차원 지표변위를 관측하기 위해 두 영상 또는 여러 영상 간의 상관계수를 이용하는 방법이 제안된 바 있으나, 이는 측정된 지표변위의 정밀도가 매우 낮아 수십 cm 이상의 지표변위에만 적용될 수 있는 단점이 있다.For example, there has been proposed a method of determining the landward displacement in the direction of the ground range and the vertical direction of the land by using radar interferometry from a plurality of images having different paths, There is a drawback that it can not be done. In addition, a method of using the correlation coefficient between two images or several images has been proposed in order to observe the three-dimensional surface displacement, but the accuracy of the measured surface displacement is very low and can be applied only to surface displacements of several tens cm or more.

한편, 최근 개발된 비행방향으로의 지표변위 관측정밀도를 향상시키는 MAI(multiple aperture interferometry) 기법은 split-beam InSAR 처리를 통하여 forward-looking 간섭도와 backward-looking 간섭도를 제작하고, 이 두 개의 간섭도로부터 MAI 간섭도를 생성한다. 이 방법은 상관계수를 이용하는 방법에 비해 정밀도가 매우 높으며, ERS SAR 위성 영상을 이용할 경우, 0.6의 긴밀도(coherence)에서 약 8 cm의 정밀도로 비행방향의 지표변위를 관측할 수 있고, 또한, ALOS PALSAR 위성 영상을 이용할 경우, 3차원 지표변위를 동쪽과 수직 방향으로 각각 약 2 cm의 정밀도로, 북쪽 방향으로 약 4 cm 이하의 정밀도로 관측할 수 있는 것으로 알려져 있다.Meanwhile, the MAI (multi-aperture interferometry) technique, which improves the accuracy of observation of the displacement of the surface in the newly developed flight direction, produces forward-looking interference and backward-looking interference through split-beam InSAR processing. Lt; RTI ID = 0.0 > MAI < / RTI > This method is very accurate compared with the method using the correlation coefficient. In case of using the ERS SAR satellite image, the indicator displacement in the flight direction can be observed with a precision of about 8 cm at a coherence of 0.6, When ALOS PALSAR satellite images are used, it is known that 3-D surface displacements can be observed with accuracy of about 2 cm in the east and vertical directions and about 4 cm or less in the north direction.

이에 한국등록특허 제10-1111689호 "3차원 지표 변위 추출 방법 및 그 장치"에서는 위성레이더 간섭도와 MAI 간섭도를 이용하여 시선방향 지표변위와 비행방향 지표변위를 추출하고 이들 지표변위로부터 3차원 지표변위를 정밀하게 추출하는 기술을 제시한다.In Korean Patent No. 10-1111689 entitled " 3-Dimensional Surface Displacement Extraction Method and Apparatus ", satellite radar interference and MAI interference are used to extract the gaze direction displacement and the flight direction displacement, A technique for accurately extracting displacement is presented.

하지만, 상기 선행기술은 위성레이더 간섭도를 이용하여 정밀한 지표변위를 관측할 수 있다는 장점은 있지만, 때에 따라 위성레이더 간섭도가 이온층의 변화에 의해 줄무늬 효과 등과 같은 심각한 왜곡을 지닐 수 있다는 단점이 있다. 즉, 상기 선행기술은 MAI 자료를 제작하는 단계에서 플랫어스 위상과 고도 위상을 제거하고 정합오차에 의해 발생하는 잔여위상을 제거하여 정밀도를 높이고자 하는 노력을 제안하였지만, 이온층의 변화에 의한 왜곡 효과를 근본적으로 해결하지는 못하고 있다.However, although the prior art has an advantage in that it can observe precise displacement of the land using the satellite radar interference degree, there is a disadvantage that the satellite radar interference degree can be seriously distorted by the change of the ion layer due to the stripe effect . That is, the prior art has proposed an effort to eliminate the flat phase and the altitude phase and remove the residual phase caused by the matching error in the process of manufacturing the MAI data, but the distortion effect due to the change of the ionosphere But it has not been solved fundamentally.

이러한 위성레이더 간섭도에 나타나는 왜곡은 보정되어야 하지만, 현재까지는 정밀도 문제 때문에 이온층 왜곡을 효율적으로 제거할 수 있는 기법이 개발되지 못했다. 이에 따라 위성레이더 간섭도에 나타나는 이온층 왜곡 현상을 보정하면서 정밀도를 만족할 수 있는 기술이 요구된다.Distortion in the satellite radar interference figure should be corrected, but until now there has not been developed a technique that can efficiently remove the ion layer distortion due to the precision problem. Accordingly, there is a need for a technique capable of satisfying the accuracy while correcting the phenomenon of ion layer distortion appearing in the satellite radar interference degree.

한국등록특허 제10-1111689호 (등록일: 2015.02.02)Korean Registered Patent No. 10-1111689 (Registered on Feb. 2015)

본 발명은 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique.

본 발명은 바다, 호수 등 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대하여 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있도록 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 기법을 보완하려는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to supplement the ion distortion correction technique based on the multi-interference technique so as to obtain a better quality radar image for an image including an area where interference can not be generated, such as the sea and the lake.

본 발명은 위성레이더 간섭도의 질을 높일 수 있는 원천기술로서, 위성레이더 간섭도를 이용할 수 있는 지표변위 관측, 산사태 관측, 수목 고도 관측, 지반 침하 관측 등 다양한 환경 및 재해 관측 분야에 적용 가능한 기술을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a technique capable of improving the quality of satellite radar interference and a technique applicable to various environments and disaster observation fields such as land surface displacement observation, landslide observation, tree height observation, ground subsidence observation, The purpose of this paper is to provide

본 발명은 위성 궤도 오차와 이온층 위상 왜곡에 의한 오차 성분을 동시에 계산함으로써 보다 정확성 및 활용성이 높은 레이더 영상을 획득하려는 것을 목적으로 한다.The present invention aims at acquiring a radar image with higher accuracy and usability by simultaneously calculating an error component due to satellite orbit error and ion layer phase distortion.

본 발명은 적분 상수를 결정하는 과정에서, 시야방향과 비행방향을 동시에 고려함으로써 비행방향 인접 픽셀에 대하여 불연속성이 나타날 수 있는 단점을 보완하려는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to compensate for the disadvantage that discontinuity may appear in the flight direction adjacent pixels by simultaneously considering the viewing direction and the flying direction in the process of determining the integral constant.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치는 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 비행방향 위상차 계산부, 상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 필터링된 MAI 간섭도 획득부, 상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성하는 모델 생성부, 상기 생성된 모델을 기반으로, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 적분된 MAI 간섭도 획득부, 및 상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거하여 보정된 위성레이더 간섭도를 획득하는 보정 위성레이더 간섭도 획득부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, an ion distortion correction apparatus based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention calculates a differential value for a flight direction from a satellite radar interference map produced using SAR (Synthetic Aperture Radar) A filtered directional phase difference calculation unit, a filtered MAI interference degree acquisition unit that obtains a filtered MAI interference degree using a multiple aperture interferometry (MAI) interference degree produced using the satellite radar interference degree, a differential value And a model generating unit for generating a model including an ion distortion phase and an orbital distortion phase based on the filtered MAI interference degree, and a model generating unit for generating an integrated MAI interference map by integrating the filtered MAI interference map based on the generated model, An integrated MAI interference level acquiring unit for acquiring the satellite radar interference level, Satellite radar interference correction for obtaining a degree of coherence may also include an acquisition.

이때, 상기 적분된 MAI 간섭도 획득부는 상기 적분된 MAI 간섭도에 포함된 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 고려하여 추정하며, 상기 적분상수를 통하여 상기 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인한 방위 방향의 적분 오차를 감소시키고, 상기 위성레이더 간섭도의 궤도 왜곡 위상을 제거할 수 있으며, 상기 적분된 MAI 간섭도를 통해 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 이온 왜곡 위상의 값과 궤도 왜곡 위상의 값을 계산할 수 있다.In this case, the integrated MAI interference level acquisition unit estimates the integration constant included in the integrated MAI interference level in consideration of the azimuth direction and the range direction based on the multiple regression equation, Wherein the controller is operable to reduce an integration error of the azimuth direction due to the noise of the filtered MAI interference degree and to remove an orbital distortion phase of the satellite radar interference degree, The value of the ion distortion phase and the value of the orbital distortion phase can be calculated.

또한, 상기 상기 모델 생성부는 2차 다항식 모델을 이용하여 상기 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 상기 모델을 생성할 수 있으며, 상기 이온왜곡 위상 및 상기 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 상기 위성레이더 간섭도와 상기 필터링된 MAI 간섭도 각각에 대하여 생성할 수 있다. 또한, 상기 비행방향 위상차 계산부는 상기 SAR 영상에서 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 이용하여 상기 비행방향에 따른 상기 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산할 수 있다.The model generator may generate the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase using a quadratic polynomial model, and the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase may be generated by the satellite radar The interference and the filtered MAI interference may also be generated for each. In addition, the flight direction phase difference calculation unit may calculate the phase difference of the satellite radar interference degree along the flight direction by using an azimuth direction and a range direction in the SAR image.

또한, 상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상과 대기 왜곡 위상, 및 상기 MAI 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상을 마스킹(masking)하여 제거할 수 있으며, 상기 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 또는 국지적으로 변위가 큰 지역을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득할 수 있다.The filtered MAI interference level acquisition unit may mask and remove the surface displacement distortion phase and the atmospheric distortion phase included in the satellite radar interference level and the surface displacement distortion phase included in the MAI interference level, The filtered MAI interference level can be obtained by masking an area having low coherence or a large area locally in the MAI interference degree and then applying a directional filter.

또한, 상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는 상기 위성레이더 간섭도의 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 이용하여 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용할 수 있으며, 또한, SAR 센서가 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 제작된 전방관측 레이더 간섭도와 상기 SAR 센서가 상기 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 상기 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 제작된 후방관측 레이더 간섭도를 기반으로 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용할 수 있다.Also, the filtered MAI interference level obtaining unit may use the MAI interference level produced by using the phase difference between the front observation radar interference and the rear observation radar interference of the satellite radar interference degree, The front observation SAR image is generated by compressing only the number of times observed from the front of the center of the beam during the number of times the center of the beam is captured, and the front observation radar interference generated from the calculated phase difference by observing the forward observation SAR image twice, A rear observation SAR image is produced by compressing only the number of times observed from the rear of the center of the beam among the number of times the first target is photographed, and the rear observation radar interference generated from the calculated phase difference by observing the rear observation SAR image twice The MAI interference figure may be used.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법은 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 단계, 상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계, 상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성하는 단계, 상기 생성된 모델을 기반으로, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계, 및 상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거하여 보정된 위성레이더 간섭도를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, a method for correcting ion distortion based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention includes calculating a differential value for a flight direction from a satellite radar interference map produced using a SAR (Synthetic Aperture Radar) image, Obtaining a filtered MAI interferometry using a multiple aperture interferometry (MAI) interferometry produced using a radar interference diagram, calculating an ion distortion phase And generating a model including an orbital distortion phase; integrating the filtered MAI interference figure based on the generated model to obtain an integrated MAI interference map; And removing the MAI interference to obtain a corrected satellite radar interference figure.

이때, 상기 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는 상기 적분된 MAI 간섭도에 포함된 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 고려하여 추정하는 단계를 포함하고, 상기 적분상수를 통하여 상기 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인한 방위 방향의 적분 오차를 감소시키고, 상기 위성레이더 간섭도의 궤도 왜곡 위상을 제거할 수 있다. 또한, 상기 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는 상기 적분된 MAI 간섭도를 통해 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 이온 왜곡 위상의 값과 궤도 왜곡 위상의 값을 계산할 수 있다.In this case, the step of acquiring the integrated MAI interference degree includes estimating an integration constant included in the integrated MAI interference degree in consideration of an azimuth direction and a range direction based on a multiple regression equation And the integration error of the azimuth direction due to the noise of the filtered MAI interference degree is reduced through the integration constant and the orbital distortion phase of the satellite radar interference degree can be removed. In addition, the step of acquiring the integrated MAI interference figure may calculate the values of the ion distortion phase and the orbital distortion phase included in the satellite radar interference diagram through the integrated MAI interference diagram.

또한, 상기 모델을 생성하는 단계는 2차 다항식 모델을 이용하여 상기 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 상기 모델을 생성할 수 있으며, 상기 이온왜곡 위상 및 상기 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 상기 위성레이더 간섭도와 상기 필터링된 MAI 간섭도 각각에 대하여 생성할 수 있다. 또한, 상기 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 단계는 상기 SAR 영상에서 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 이용하여 상기 비행방향에 따른 상기 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산할 수 있다.Also, the generating of the model may generate the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase using a quadratic polynomial model, and the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase Satellite radar interference and the filtered MAI interference may also be generated for each. In addition, the step of calculating the derivative value with respect to the flight direction may calculate a phase difference of the satellite radar interference according to the flight direction using an azimuth direction and a range direction in the SAR image.

또한, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상과 대기 왜곡 위상, 및 상기 MAI 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상을 마스킹(masking)하여 제거할 수 있으며, 상기 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 또는 국지적으로 변위가 큰 지역을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득할 수 있다.In addition, the step of acquiring the filtered MAI interference degree may include masking and removing the surface displacement distortion phase and the atmospheric distortion phase included in the satellite radar interference map, and the surface displacement distortion phase included in the MAI interference map And the filtered MAI interference level can be obtained by masking an area having a low degree of coherence or a large area locally in the MAI interference degree and then applying a directional filter thereto .

또한, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는 상기 위성레이더 간섭도의 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 이용하여 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용할 수 있다. 이를 위하여, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는 SAR 센서가 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 전방관측 레이더 간섭도를 제작하는 단계, 상기 SAR 센서가 상기 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 상기 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 후방관측 레이더 간섭도를 제작하는 단계, 및 상기 전방관측 레이더 간섭도와 상기 후방관측 레이더 간섭도를 이용하여 상기 MAI 간섭도를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of acquiring the filtered MAI interference degree may use the MAI interference degree produced by using the front observation radar interference of the satellite radar interference degree and the phase difference of the rear observation radar interference degree. To this end, the step of acquiring the filtered MAI interference degree produces a forward observation SAR image by compressing only the number of times observed from the front of the center of the beam among the number of times the SAR sensor has photographed the first target, Generating a backward observation SAR image by compressing only the number of times observed from the rear of the center of the beam among the number of times the SAR sensor has photographed the first target, Generating a rear observation radar interference figure from the calculated phase difference by observing the rear observation SAR image twice and generating the MAI interference degree using the front observation radar interference and the rear observation radar interference degree; Step < / RTI >

본 발명은 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 바다, 호수 등 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대하여 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique, and is capable of acquiring a better quality radar image for an image including an area where interference can not be generated, such as sea and lake.

본 발명은 위성레이더 간섭도의 질을 높일 수 있는 원천기술로서, 위성레이더 간섭도를 이용할 수 있는 지표변위 관측, 산사태 관측, 수목고도 관측, 지반침하 관측 등 다양한 환경 및 재해 관측 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be applied to a variety of environments and disaster observation fields such as an indicator displacement observation, a landslide observation, a tree height observation, and a subsidence observation which can utilize satellite radar interference degree as a source technology for improving the quality of satellite radar interference. There is an effect.

본 발명은 위성 궤도 오차와 이온층 위상 왜곡에 의한 오차 성분을 동시에 계산하여 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 기법을 보완함으로써 보다 정확성 및 활용성이 높은 레이더 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of acquiring more accurate and usable radar images by simultaneously compensating the ion distortion correction technique based on the multi-interference technique by simultaneously calculating the error components due to the satellite orbit error and the ion-phase phase distortion.

본 발명은 적분 상수를 결정하는 과정에서, 시야방향과 비행방향을 동시에 고려함으로써 비행방향 인접 픽셀에 대하여 불연속성이 나타날 수 있는 단점을 보완할 수 있는 효과가 있다.In the process of determining the integral constant, the present invention takes into account both the viewing direction and the flying direction, thereby making it possible to compensate for the disadvantage that discontinuity may appear in the adjacent pixels in the flight direction.

본 발명은 위성 궤도 오차 및 이온층 왜곡 오차를 포함한 모델을 정립하여 오차를 감소시키고, 방향 필터를 이용함으로써 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함한 영상에서도 이온층 왜곡 보정이 가능하도록 함에 따라, 획득된 영상 내의 보다 다양한 지역에 대하여 이온왜곡 보정이 적용 가능하도록 하는 효과가 있다.The present invention reduces the error by establishing a model including the satellite orbit error and the ionospheric distortion error, and corrects the ionospheric distortion even in the image including the region where interference generation is impossible by using the direction filter, Ion distortion correction can be applied to various regions.

본 발명은 양질의 레이더 간섭도를 획득함으로써 더 정밀한 지표변위 관측, 지반침하 관측 등에 사용할 수 있으며, 특히 시계열 지표변위를 계산하는 경우 레이더 간섭도에 따라 그 결과가 달라지므로 개발된 원천기술을 바탕으로 다양한 분야에 적용될 수 있는 효과가 있다.The present invention can be used for more accurate measurement of surface displacement and ground subsidence by acquiring a good quality radar interference degree. In particular, when calculating the time series surface displacement, the result is changed according to the radar interference degree. There is an effect that can be applied to various fields.

우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 인공위성에 레이더 센서를 탑재하여 위성레이더 영상을 얻기 위한 많은 노력이 진행중이며, 향 후 장파장대역 레이더 센서를 탑재한 많은 위성이 발사될 예정이다. 하지만 장파장 대역의 레이더 영상 시스템의 경우 이온층에 의한 오차가 매우 크기 때문에 이를 해결하기 위한 방법이 필요하다. 이에 본 발명은 상기의 문제를 해결할 수 있는 기술로, 장파장 대역의 레이더 영상의 활용성을 높일 수 있는 효과가 있다.A lot of efforts are being made to obtain satellite radar images by installing radar sensors on satellites not only in Korea but also around the world, and many satellites equipped with long-wave band radar sensors will be launched. However, in the case of a radar image system with a long wavelength band, errors due to the ionosphere are very large, and a method for solving the problem is needed. Accordingly, the present invention has the effect of improving the usability of the radar image of the long wavelength band.

본 발명은 위성레이더에서 이온층에 의한 오차를 줄일 수 있는 기술로, 국가 위성산업의 확대 및 관련 기업들의 활성화에 이바지할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the error caused by the ionosphere in the satellite radar, contributing to expansion of the national satellite industry and activation of related companies.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 ALOS PALSAR의 자료 획득 지역 및 긴밀도(Coherence) 지도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 위성레이더 간섭도, MAI 간섭도, 및 필터링된 MAI 간섭도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 InSAR의 비행방향 미분 영상, 이온층 왜곡 위상과 궤도 왜곡 위상이 포함된 영상, 및 2차 다항식 모델을 이용한 궤도 왜곡 위상 영상을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 위성레이더 간섭도(InSAR)의 인터페로그램 영상, 및 궤도 왜곡 위상만 보정하여 생성된 InSAR의 인터페로그램 영상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온층에 의한 위상 오차의 보정 효과 분석을 위한 비행방향으로의 프로파일 값 분포를 나타낸 도면이다.
1 is a schematic block diagram of an ion distortion correction apparatus based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for correcting ion distortion based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a data acquisition area and a coherence map of ALOS PALSAR according to one embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a satellite radar interference map, a MAI interference map, and a filtered MAI interference map generated according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a flight direction differential image, an image including an ionospheric distortion phase and an orbital distortion phase, and an orbital distortion phase image using a second-order polynomial model generated according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing an interferogram image of a satellite radar interference diagram (InSAR) generated according to an embodiment of the present invention and an interferogram image of InSAR generated by correcting only the orbital distortion phase.
FIG. 7 is a view showing a profile value distribution in a flight direction for analyzing a correction effect of a phase error by an ion layer according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the following description of the embodiments of the present invention, specific values are only examples.

레이더 간섭도는 대기 오차, 위성 궤도 오차, 처리 오차 등 다양한 오차를 포함하고 있으며, 특히 이온층에 의한 위상 지연 오차는 파장과 비례 관계에 있기 때문에 장파장을 사용하는 경우에는 상기와 같은 오차들의 보정이 필수적으로 요구된다.The radar interference degree includes various errors such as atmospheric error, satellite orbit error, and processing error. Particularly, since the phase delay error due to the ion layer is proportional to the wavelength, correction of the above- .

그런데, 기존에 멀티간섭기법(MAI, multiple aperture interferometry) 기반의 이온층 위상 오차 보정 기법 중 레이더 간섭도와 MAI 간섭도 간의 선형 관계를 이용한 보정 기법은 위상 궤도에 의한 오차를 고려하고 있지 않기 때문에 위성 궤도에 의한 오차가 없을 경우에만 적용되는 문제가 있으며, 또한 MAI 간섭도에 간섭도 생성이 불가능한 호수, 바다 등과 같은 넓은 지역이 포함된 경우에는 레이더 간섭도의 보정이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다.However, since the correction method using the linear relationship between the radar interference and the MAI interference in the ionospheric phase error correction technique based on the multi-aperture interferometry (MAI) does not consider the error due to the phase trajectory, There is a problem that the radar interference degree is not corrected properly when the MAI interference degree includes a large area such as a lake or sea where interference can not be generated.

이에 본 발명은 위상 궤도 오차가 고려된 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치를 제공하며, 보다 자세하게는 위성 궤도 오차와 이온층 위상 왜곡에 의한 오차 성분을 동시에 계산하고, 바다, 호수 등 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대해 방향 필터를 적용함으로써, 보다 정확성이 향상된 양질의 레이더 간섭도를 획득할 수 있는 기술을 제공한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for correcting ion distortion based on a multi-interference technique in which a phase orbit error is taken into consideration, more specifically, to simultaneously calculate error components due to satellite orbit error and ion- A directional filter is applied to an image including an area in which no image can be generated, thereby providing a technique capable of obtaining a good quality radar interference degree with improved accuracy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of an ion distortion correction apparatus based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치(100)는 위성레이더 간섭도 제작부(110), MAI 간섭도 제작부(120), 비행방향에 대한 미분값 계산부(130), 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140), 모델 생성부(150), 오차 계산부(160) 및 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)를 포함할 수 있으며, 이때, 위성레이더 간섭도 제작부(110)는 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111) 및 후방관측 레이더 간섭도 제작부(112)를 포함할 수 있다. 각 구성을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, an ion distortion correction apparatus 100 based on a multi-interference technique according to an exemplary embodiment of the present invention includes a satellite radar interference pattern production unit 110, a MAI interference pattern production unit 120, And may include a calculation unit 130, a filtered MAI interference level acquisition unit 140, a model generation unit 150, an error calculation unit 160, and a corrected satellite radar interference level acquisition unit 170, The radar interference figure production section 110 may include a front observation radar interference pattern production section 111 and a rear observation radar interference pattern production section 112. Each configuration is as follows.

위성레이더 간섭도(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR) 제작부(110)는 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111) 및 후방관측 레이더 간섭도 제작부(112)를 포함한다.The interferometric synthetic aperture radar (InSAR) production unit 110 includes a front observation radar interference plotting unit 111 and a rear observation radar interference plotting unit 112.

SAR (Synthetic Aperture Radar) 영상은 센서에서 마이크로파를 쏘고 받아 한 목표물을 수천 번 촬영하고 이를 압축하여 제작된 고해상 레이더 영상이다. SAR 영상은 크기(magnitude)와 위상(phase)을 지니는 복소수로 이루어져 있으며, 크기는 지표의 반사도를 의미하고 위상은 사인(sine)이나 코사인(cosine) 곡선의 한 주기로 표현되는 것을 의미한다. 위성레이더 간섭도는 이러한 SAR 영상을 두 번 관측하여 SAR 영상의 위상차로부터 제작된 데이터이며, 이러한 위성레이더 간섭도의 제작 방법은 본 발명이 속한 분야에서 잘 알려진 기술이므로, 이하 생략하기로 한다.SAR (Synthetic Aperture Radar) image is a high resolution radar image produced by shooting a microwave from a sensor, capturing a target thousands of times and compressing it. SAR images are made up of complex numbers with magnitude and phase, the size means the reflectivity of the surface, and the phase means that it is expressed in one cycle of a sine or cosine curve. The satellite radar interference degree is data prepared from the phase difference of the SAR image by observing the SAR image twice. The method of producing such a satellite radar interference degree is well known in the field of the present invention, and will not be described below.

전방관측(Forward-looking) 레이더 간섭도 제작부(111)는 SAR 센서가 한 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 이러한 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차(phase difference)로부터 전방관측 레이더 간섭도를 제작한다.Forward-looking Radar Interference Mapping Unit 111 creates a forward observation SAR image by compressing only the number of times observed from the center of the beam in the number of times the SAR sensor has photographed a target, And the front-view radar interference figure is constructed from the calculated phase difference.

후방관측(Backward-looking) 레이더 간섭도 제작부(112)는 상기 전방관측 레이더 간섭도의 제작과 같은 방식으로 제작되며, 다만 SAR 센서가 한 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 이러한 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차(phase difference)로부터 후방관측 레이더 간섭도를 제작한다.The backward-looking radar interference figure production unit 112 is fabricated in the same manner as the above-described production of the front observation radar interference figure, except that the number of times the SAR sensor observed from the rear of the center of the beam, And the backward observation SAR image is observed twice, and the backward observation radar interference is constructed from the phase difference calculated by observing the backward observation SAR image twice.

MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도 제작부(120)는 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111)에서 제작된 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도 제작부(1120)에서 제작된 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 계산하여 MAI 간섭도를 제작한다. 상기 MAI 간섭도는 비행방향으로의 지표변위 또는 물체의 속도를 관측하는데 사용하며, MAI 간섭도의 제작 방법은 공지기술인 한국등록특허 제10-1111689호에 더 자세히 기재되어 있으므로 이를 참조하도록 하고, 이하 설명은 생략하기로 한다.The multiple aperture interferometry (MAI) interference pattern generation unit 120 generates a frontal observation radar interference pattern and a rear observation radar interference pattern produced by the front observation radar interference pattern production unit 111 and a phase difference of the rear observation radar interference pattern produced by the rear observation radar interference production unit 1120 Calculate the MAI interference figure. The MAI interference degree is used to observe the surface displacement in the flight direction or the velocity of the object. The method of making the MAI interference degree is described in detail in Korean Patent No. 10-1111689, A description thereof will be omitted.

필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 MAI 간섭도 제작부(120)에서 제작된 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 혹은 국지적으로 변위가 큰 지역(예를 들어 바다, 강, 호수 등)을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 필터링된 MAI 간섭도를 획득한다. 즉, 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 마스킹된 MAI 간섭도에 방향 필터를 적용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득한다. 이때, 방향 필터는 MAI 간섭도에서 대각선 방향(혹은 수직, 수평 방향 등)으로 특정한 패턴이 보일 경우, range(가로 방향)의 픽셀을 길게 잡고, azimuth(세로 방향)의 픽셀을 짧게 잡아(즉, 직사각형 모양으로 픽셀을 잡아) 보간(Interpolation)을 수행하는 것, 즉 패턴을 유지하면서 보간을 수행하는 것을 의미한다.The filtered MAI interference level acquisition unit 140 may be configured to receive the MAI interference level from the MAI interference level produced by the MAI interference level production unit 120 in a region having a low coherence or a region having a large local displacement such as a sea, And then applying a directional filter to obtain a filtered MAI interference degree. That is, the filtered MAI interference level acquisition unit 140 applies a directional filter to the masked MAI interference level to obtain a filtered MAI interference level. In this case, when a specific pattern is seen in a diagonal direction (or vertical or horizontal direction) in the MAI interference diagram, the direction filter holds a pixel in the range (horizontal direction) and holds the pixel in the azimuth (vertical direction) (I.e., holding a pixel in a rectangular shape) to perform interpolation, i.e., performing interpolation while maintaining the pattern.

필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는, MAI 간섭도에서 바다, 호수 등 Null 값이 비어 있어 간섭도 생성이 불가능한 지역에 대해 방향필터를 적용함으로써, 상기 간섭도 생성이 불가능한 지역에 대해서도 다른 지역과 마찬가지로 패턴 값을 생성할 수 있다. 또한, 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 MAI 간섭도에 방향필터를 적용함으로써 각종 노이즈가 줄어든 필터링된 MAI 간섭도를 획득할 수 있다.The filtered MAI interference degree obtaining section 140 applies a direction filter to an area where the Null value such as the sea or the lake is empty in the MAI interference diagram and thus the interference can not be generated, It is possible to generate a pattern value. In addition, the filtered MAI interference degree acquisition section 140 can obtain a filtered MAI interference degree with various kinds of noise reduced by applying a directional filter to the MAI interference degree.

다시 말해, 본 발명은 MAI 간섭도에 방향 필터를 적용함으로써, 종래에 국지적으로 큰 값이 포함되거나 혹은 넓은 지역에 대해 긴밀도가 낮은 지역, 바다, 호수 등 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 MAI 간섭도에 대하여 이온층 왜곡 보정을 수행할 수 있는 특징이 있다.In other words, by applying a directional filter to the MAI interference map, the present invention can be applied to a MAI interference map including regions where large values are locally large, or areas where interference can not be generated, such as low- It is possible to perform ionospheric distortion correction on the degree of interference.

한편, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 제작하기 이전에 본 발명에서는 일예로 다음과 같은 가정이 있을 수 있다.Meanwhile, before generating the filtered MAI interference diagram, the following assumption may be made in the present invention.

즉, 앞서 말한 바와 같이 레이더 간섭도에는 다양한 오차(혹은 왜곡)가 포함되어 있는데, 본 발명은, 위상 궤도 오차가 고려된 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치(100)를 제공하기 위하여, 일예로 위성 궤도 오차를 고려하여 다음과 같은 가정을 수행한다.That is, as described above, various errors (or distortions) are included in the radar interference degree. To provide an ion distortion correction apparatus 100 based on a multi-interference technique in which a phase orbit error is considered, The following assumptions are made in consideration of the satellite orbit error.

위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 제작된 위성레이더 간섭도는 하기 식 1과 같이 표현할 수 있으며, MAI 간섭도 제작부(120)에서 제작된 MAI 간섭도는 하기 식 2와 같이 표현할 수 있다.The satellite radar interference level produced by the satellite radar interference level production unit 110 can be expressed as Equation 1 below and the MAI interference level produced by the MAI interference level production unit 120 can be expressed as Equation 2 below.

[식 1][Formula 1]

Figure 112015073653723-pat00001
Figure 112015073653723-pat00001

[식 2][Formula 2]

Figure 112015073653723-pat00002
Figure 112015073653723-pat00002

이때, 식 1의 경우, 위성레이더 간섭도(InSAR)의 위상(

Figure 112015073653723-pat00003
)은 위성레이더 간섭도에서 이온층(ION)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00004
), 궤도 오차(ORB)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00005
), 지표변위(DEFOR)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00006
), 대기(TRO)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00007
)의 합으로 표현할 수 있다.In this case, in the case of Equation 1, the phase of the satellite radar interference degree (InSAR)
Figure 112015073653723-pat00003
) Is the distortion phase due to the ionosphere (ION) in the satellite radar interference figure
Figure 112015073653723-pat00004
), The distortion phase (ORB)
Figure 112015073653723-pat00005
), The distortion phase due to the surface displacement (DEFOR)
Figure 112015073653723-pat00006
), The distortion phase (TRO)
Figure 112015073653723-pat00007
). ≪ / RTI >

그리고 식 2의 경우, MAI 간섭도의 위상(

Figure 112015073653723-pat00008
)은 MAI 간섭도에서 이온층(ION)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00009
), 궤도 오차 (ORB)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00010
), 지표변위(DEFOR)에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00011
)의 합으로 표현할 수 있다.In the case of Equation 2, the phase of the MAI interference figure
Figure 112015073653723-pat00008
) Is the distortion phase due to the ion layer (ION) at the MAI interference level
Figure 112015073653723-pat00009
), The distortion phase (ORB)
Figure 112015073653723-pat00010
), The distortion phase due to the surface displacement (DEFOR)
Figure 112015073653723-pat00011
). ≪ / RTI >

이 때, 본 발명의 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 위성레이더 간섭도에서 지표변위(DEFOR)에 의한 왜곡 성분과 대기(TRO)에 의한 왜곡 성분, 및 MAI 간섭도에서 지표변위(DEFOR)에 의한 왜곡 성분을 노이즈(noise) 성분으로 간주할 수 있다. 또한, 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 상기와 같이 국지적으로 발생하는 노이즈 성분들을 마스킹((masking)을 통해 MAI 간섭도에서 제거할 수 있다. 이 후 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 마스킹된 MAI 간섭도에 방향 필터를 적용하여 보간(interpolation)을 수행함으로써 필터링된 MAI 간섭도를 획득할 수 있다.At this time, the filtered MAI interference degree obtaining section 140 of the present invention calculates the MAI interference degree from the DEFOR and DEFOR in the satellite radar interference diagram and the distortion component due to the atmosphere (TRO) ) Can be regarded as a noise component. In addition, the filtered MAI interference level acquisition unit 140 may remove the noise components locally generated as described above from the MAI interference level through masking. The filtered MAI interference level acquisition unit 140 ) May obtain a filtered MAI interference figure by applying a directional filter to the masked MAI interference map to perform interpolation.

비행방향 위상차 계산부(130)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산한다. 즉, 비행방향 위상차 계산부(130)는 비행방향에 따른 위성레이더 간섭도의 위상 차이(

Figure 112015073653723-pat00012
)를 계산하며, 이는 식 22와 같이 정의된다.The flight direction phase difference calculation unit 130 calculates a differential value with respect to the flight direction from the satellite radar interference figure produced by the satellite radar interference level production unit 110. [ In other words, the flight direction phase difference calculation unit 130 calculates the phase difference of the satellite radar interference degree
Figure 112015073653723-pat00012
), Which is defined as Equation (22).

[식 22][Formula 22]

Figure 112015073653723-pat00013
Figure 112015073653723-pat00013

여기서, (x, r)은 SAR 영상 좌표계에서의 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향의 위치를 의미한다.Here, (x, r) denotes the position in the azimuth direction and the range direction in the SAR image coordinate system.

다음으로, 모델 생성부(150)는 이온층에 의한 왜곡 성분과 궤도 오차에 의한 왜곡 성분을 동시에 계산할 수 있는 모델을 생성한다. 즉 모델 생성부(150)는 위성레이더 간섭도와 필터링된 MAI 간섭도 간에 모델 파라미터를 결정할 수 있으며, 이때 궤도 오차에 의한 왜곡을 고려하여 모델 파라미터 값을 계산할 수 있다. 또한, 모델 생성부(150)는 비행방향 위상차 계산부(130)에서 계산된 비행방향에 따른 위성레이더 간섭도의 위상 차이 값과 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)에서 획득한 필터링된 MAI 간섭도를 이용하여 모델 파라미터를 결정할 수 있다. 보다 자세한 설명은 다음과 같다.Next, the model generation unit 150 generates a model capable of simultaneously calculating the distortion component due to the ion layer and the distortion component due to the orbit error. That is, the model generating unit 150 can determine a model parameter between the satellite radar interference and the filtered MAI interference, and the model parameter value can be calculated in consideration of the distortion due to the orbit error. The model generation unit 150 generates the phase difference value of the satellite radar interference according to the flight direction calculated by the flight direction phase difference calculation unit 130 and the filtered MAI interference obtained by the filtered MAI interference level acquisition unit 140 The model parameters can be determined using the diagram. A more detailed description follows.

우선, 위성레이더 간섭도와 필터링된 MAI 간섭도 각각에 나타나는 이온층에 의한 왜곡 성분은, 하기 식 3과 하기 식 4와 같이, 저주파 성분과 고주파 성분으로 나뉠 수 있다.First, the distortion component due to the ion layer appearing in the satellite radar interference and the filtered MAI interference can be divided into a low frequency component and a high frequency component as shown in the following Equation 3 and Equation 4, respectively.

[식 3][Formula 3]

Figure 112015073653723-pat00014
Figure 112015073653723-pat00014

[식 4][Formula 4]

Figure 112015073653723-pat00015
Figure 112015073653723-pat00015

이때, 식 3에서

Figure 112015073653723-pat00017
각각은 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00018
)의 저주파 성분과 고주파 성분을 의미하며, 식 4에서
Figure 112015073653723-pat00019
Figure 112015073653723-pat00020
는 필터링된 MAI 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상(
Figure 112015073653723-pat00021
)의 저주파 성분과 고주파 성분을 의미한다.In this case, Wow
Figure 112015073653723-pat00017
Each represents the distortion phase due to the ionosphere of satellite radar interference
Figure 112015073653723-pat00018
) And the high-frequency component of Equation 4. In Equation 4,
Figure 112015073653723-pat00019
Wow
Figure 112015073653723-pat00020
Is the distortion phase due to the ionized layer of filtered MAI interference (
Figure 112015073653723-pat00021
Frequency component and high-frequency component of the signal.

이때, 식 1과 식 3에서 위성레이더 간섭도의 궤도 오차에 의한 왜곡 성분과 이온층에 의한 왜곡 위상의 저주파 성분은 동시에 저주파 형태로 나타나고, 공간적으로 비슷한 패턴 형태를 지니며 시간적으로 랜덤한 신호이기 때문에 분리할 수 없다. 따라서 본원발명의 모델 생성부(150)는 상기 두가지 성분(즉, 위성레이더 간섭도의 궤도 오차에 의한 왜곡 성분과 이온층에 의한 왜곡 위상의 저주파 성분)을 동시에 계산할 수 있는 모델을 생성하며, 이는 2차 다항식 모델을 이용하여 생성될 수 있다. 즉, 상기 두가지 성분을 동시에 모델링할 수 있도록 위성레이더 간섭도와 필터링된 MAI 간섭도 각각에 적용된 2차원 다항식 모델은 하기 식 5 및 식 6과 같다.In Equation (1) and (3), the low-frequency components of the distortion due to the track error of the satellite radar interference and the distorted phase due to the ionosphere appear at the same time as low-frequency waves, and they are spatially random signals It can not be separated. Therefore, the model generation unit 150 of the present invention generates a model capable of simultaneously calculating the two components (that is, the low frequency component of the distortion phase due to the track error and the distortion phase due to the ionosphere of the satellite radar interference degree) Can be generated using a difference polynomial model. That is, the two-dimensional polynomial model applied to each of the satellite radar interference and the filtered MAI interference so as to simultaneously model the two components is expressed by the following equations (5) and (6).

[식 5][Formula 5]

Figure 112015073653723-pat00022
Figure 112015073653723-pat00022

상기 식 5는 위성레이더 간섭도의 궤도 오차에 의한 왜곡 성분과 이온층에 의한 왜곡 위상의 저주파 성분을 동시에 고려한 모델로서, 여기서, a0, a1,…, a6은 모델 파라미터이며, h(x, r)은 (x, r)영상 위치에서의 높이 값을 의미한다. 이때, h(x, r)에는 비행방향 위상차 계산부(130)에서 계산된 비행방향에 따른 위성레이더 간섭도의 위상 차이가 고려되었으며, 본 발명은 h(x, r)를 이용함으로써 지표 높이에 따른 대기 효과를 감소시킬 수 있는 특징이 있다.Equation (5) is a model simultaneously considering a distortion component due to the track error of the satellite radar interference degree and a low-frequency component of the distortion phase due to the ion layer, where a 0 , a 1, ... , a 6 is the model parameter, and h (x, r) is the height value at the (x, r) image position. In this case, the phase difference of the satellite radar interference according to the flight direction calculated by the flight direction phase difference calculation unit 130 is considered in h (x, r). In the present invention, by using h (x, r) It is possible to reduce the atmospheric effect caused by the air.

[식 6][Formula 6]

Figure 112015073653723-pat00023
Figure 112015073653723-pat00023

상기 식 6은 필터링된 MAI 간섭도의 궤도 오차에 의한 왜곡 성분과 이온층에 의한 왜곡 위상의 저주파 성분을 동시에 고려한 모델로서, 여기서, b0, b1,…, b3은 모델 파라미터이며, h(x, r)은 (x, r)영상 위치에서의 높이 값을 의미하며, 상기 h(x, r)은 forward-looking과 backward-looking 인터페로그램(interferogram)의 정합 차이로 인한 오차를 감소시킬 수 있는 특징이 있다.Equation (6) is a model simultaneously considering a distortion component due to the trajectory error of the filtered MAI interference degree and a low-frequency component of the distortion phase due to the ion layer, where b 0 , b 1, ... , B 3 is a model parameter, h (x, r) is (x, r) means the height value at the image position, the h (x, r) is g (interferogram as forward-looking and backward-looking interface And the error due to the matching difference of the first and second embodiments can be reduced.

다음으로, 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 필터링된 MAI 간섭도를 적분함으로써 적분된 MAI 간섭도를 획득하며, 이때, 적분된 MAI 간섭도로부터 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값을 계산할 수 있다. 이하에서는 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)에 의한 계산 과정을 후술한다.Next, the integrated MAI interference degree acquisition section 160 obtains the integrated MAI interference degree by integrating the filtered MAI interference degree, and obtains the distortion phase value by the ion layer of the satellite radar interference degree from the integrated MAI interference degree And the distortion phase value due to the orbit error can be calculated. Hereinafter, a calculation process by the integrated MAI interference level acquisition unit 160 will be described.

먼저 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 하기 식 7을 하기 식 8로 변형한다.The integrated MAI interference level acquisition unit 160 first transforms the following equation (7) into the following equation (8).

[식 7][Equation 7]

Figure 112015073653723-pat00024
Figure 112015073653723-pat00024

상기 식 7은 위성레이더 간섭도(InSAR)에서 이온층에 의한 오차가 발생했을 경우, 비행방향에 대한 미분값(

Figure 112015073653723-pat00025
)이 비행방향의 변위(
Figure 112015073653723-pat00026
)와 선형 관계가 있음을 나타낸 것으로서, 여기서
Figure 112015073653723-pat00027
는 위성레이더의 파장을 나타내고,
Figure 112015073653723-pat00028
는 위성레이더 시스템과 촬영 기하에 따라 달라지는 파라미터를 나타내며, 비행방향의 변위(
Figure 112015073653723-pat00029
)는 필터링된 MAI 간섭도의 위상 값으로부터 계산이 가능하다. 이에 따라 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 식 7을 식 8과 같이 변형할 수 있다.Equation (7) shows the differential value of the flight direction when an error is caused by the ionosphere in the satellite radar interference degree (InSAR)
Figure 112015073653723-pat00025
The displacement of this flight direction
Figure 112015073653723-pat00026
), Which indicates that there is a linear relationship with
Figure 112015073653723-pat00027
Represents the wavelength of the satellite radar,
Figure 112015073653723-pat00028
Indicates the parameters that depend on the satellite radar system and the imaging geometry, and the displacement in the flight direction (
Figure 112015073653723-pat00029
) Can be calculated from the phase value of the filtered MAI interference figure. Accordingly, the integrated MAI interference level acquisition unit 160 can transform Equation (7) into Equation (8).

[식 8][Equation 8]

Figure 112015073653723-pat00030
Figure 112015073653723-pat00030

이때, 이온층에 의한 왜곡량은 저주파 성분과 고주파 성분으로 나눌 수 있으므로, 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 식 8을 식 9와 같이 변형할 수 있다.At this time, since the amount of distortion due to the ion layer can be divided into a low frequency component and a high frequency component, the integrated MAI interference level acquisition unit 160 can transform Equation 8 into Equation (9).

[식 9][Equation 9]

Figure 112015073653723-pat00031
Figure 112015073653723-pat00031

다음으로 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 식 1 내지 식 4를 이용하여 식 9를 식 10과 같이 변형할 수 있다.Next, the integrated MAI interference level acquisition unit 160 can transform Equation (9) into Equation (10) using Equations (1) to (4).

[식10][Equation 10]

Figure 112015073653723-pat00032
Figure 112015073653723-pat00032

이때, 식 1에서 위성레이더 간섭도의 지표변위에 의한 왜곡 위상과 대기에 의한 왜곡 위상, 및 식 2에서 MAI 간섭도의 지표변위에 의한 왜곡 위상은 이온층 왜곡에 비해 작은 노이즈(noise)이고 마스킹(masking)을 통해 삭제가 가능하므로, 식 10에서는 고려하지 않았다.In this case, the distortion phase due to the surface displacement of the satellite radar interference degree in Equation 1, the distortion phase due to the atmosphere, and the distortion phase due to the surface displacement of the MAI interference degree in Equation 2 are small noise and masking masking), it is not considered in Equation 10.

다음으로 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 식 5와 식 6을 식 10에 대입함으로써 식 11을 도출할 수 있다.Next, the integrated MAI interference level acquisition unit 160 can derive Equation (11) by substituting Equation (5) and Equation (6) into Equation (10).

[식 11][Equation 11]

Figure 112015073653723-pat00033
Figure 112015073653723-pat00033

그리고 식 11을 간단히 정리하면 식 12 및 식 13과 같다.Expression 12 and Expression 13 are as follows.

[식 12][Equation 12]

Figure 112015073653723-pat00034
Figure 112015073653723-pat00034

[식 13][Formula 13]

Figure 112015073653723-pat00035
Figure 112015073653723-pat00035

여기서,

Figure 112015073653723-pat00036
는 모델 파라미터를 나타내며, 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 식 12 및 식 13에서 필터링된 MAI 간섭도를 적분함으로써 획득한 적분된 MAI 간섭도로부터 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값을 계산할 수 있다. 적분된 MAI 간섭도는 식 12와 식 13을 식 14와 같이 변형함으로써 획득할 수 있다.here,
Figure 112015073653723-pat00036
And the integrated MAI interference degree acquisition section 160 calculates the distortion phase value due to the ion layer of the satellite radar interference degree from the integrated MAI interference map obtained by integrating the filtered MAI interference maps in Equations 12 and 13 And the distortion phase value due to the orbit error can be calculated. The integrated MAI interference figure can be obtained by modifying Equation (12) and Equation (13) as Equation (14).

[식 14][Equation 14]

Figure 112015073653723-pat00037
Figure 112015073653723-pat00037

이때, 식 13에서 모델 파라미터는 다항식 추정을 통하여 계산할 수 있으며, 상기 추정된 모델 파라미터를 이용하여 식 14를 풀면, 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값이 식 15와 같이 표현될 수 있다.In this case, the model parameters in Equation 13 can be calculated through polynomial estimation, and if Equation 14 is solved using the estimated model parameters, the distortion phase value due to the ion layer of the satellite radar interference degree and the distortion phase value due to the orbital error are expressed by Equation 15 can be expressed as follows.

[식 15][Formula 15]

Figure 112015073653723-pat00038
Figure 112015073653723-pat00038

여기서, C(x, r)은 적분상수를 의미하며, 이는 궤도 오차에 의한 왜곡 성분을 포함하고 있다. 그리고 상기 적분상수는 식 16과 같이 정의될 수 있다.Here, C (x, r) denotes an integral constant, which includes a distortion component due to an orbit error. And the integral constant can be defined as shown in Equation 16 below.

[식 16][Formula 16]

Figure 112015073653723-pat00039
Figure 112015073653723-pat00039

여기서 C0, C1, …, C4는 모델 파라미터를 나타내며, C0와 C1은 거리(range) 위치 변화에 따른 함수를 나타낸다. 그리고, 상기 C0와 C1은 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인해 발생하는 방위(azimuth) 방향의 적분 오차를 감소시키는데 사용되며, 그 외 다른 모델 파라미터들(C2, C3, C4)은 위성레이더 간섭도의 궤도 오차를 제거하는데 사용된다. 이러한 본 발명은 기존 방법과는 달리 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향의 위치를 모두 고려하고 있음을 알 수 있다.Here, C 0 , C 1, ... , C 4 represents the model parameter, and C 0 and C 1 represent functions according to the range position change. In addition, the C 0 and C 1 are used to reduce the integration error of the orientation caused by the noise of the filtered MAI interference degree (azimuth) direction, at the other model parameters (C 2, C 3, C 4) Is used to eliminate the orbit error of satellite radar interference. It can be seen that the present invention considers both azimuth direction and range direction positions unlike the conventional method.

더 자세하게는, 기존 방법의 경우에는 거리 위치에 따른 적분상수를 MAI 간섭도와 위성레이더 간섭도 사이의 차이 평균값으로부터 추정하기 때문에, 방위 방향의 인접한 픽셀 사이에 상관성 차이가 클 경우 불연속점이 발생하는 문제가 있었다. 반면 본 발명은, 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)에서 결정되는 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위 방향과 거리 방향의 위치를 둘 다 고려하여 추정함으로써, 불연속점을 갖지 않는 적분상수를 추정하는 것이 가능한 특징이 있다.More specifically, in the case of the conventional method, since the integration constant according to the distance position is estimated from the difference value between the MAI interference and the satellite radar interference, a discontinuity occurs when the correlation difference between adjacent pixels in the azimuth direction is large there was. On the other hand, according to the present invention, the integration constant determined by the integrated MAI interference level acquisition unit 160 is estimated in consideration of both the azimuth direction and the distance direction based on the multiple regression equation, thereby obtaining an integration constant having no discontinuity There is a feature that can be estimated.

다음으로, 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 제작된 위성레이더 간섭도에서 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)를 통하여 획득한 적분된 MAI 간섭도(즉, 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값을 포함하는 적분된 MAI 간섭도)를 제거함으로써 보정 위성레이더 간섭도를 획득한다. 이하 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는 다음과 같은 과정을 통해 보정 위성레이더 간섭도를 획득할 수 있다.Next, the corrected satellite radar interference level acquisition unit 170 acquires the integrated MAI interference level obtained through the MAI interference level acquisition unit 160 integrated in the satellite radar interference level produced by the satellite radar interference level production unit 110 That is, the integrated MAI interference figure including the distortion phase value due to the ion layer of the satellite radar interference degree and the distortion phase value due to the orbital error), thereby obtaining the corrected satellite radar interference degree. Hereinafter, the corrected satellite radar interference level obtaining unit 170 may obtain the corrected satellite radar interference level through the following procedure.

자세히 살펴보면, 일예로, 만약에 위성레이더 간섭도의 크기가 방위 방향으로 N 픽셀, 거리 방향의 위치로 M 픽셀일 경우에는 전체적으로 C0(a), …, C0(M), C1(1), …, C1(M), C2, C3, C4와 같이 2M+3개의 모델 파라미터의 추정이 필요하게 된다. 이때 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는 다중회귀방정식을 사용하기 위하여 식 17과 같이 매트릭스를 구성할 수 있다.For example, if the size of the satellite radar interference is N pixels in the azimuth direction and M pixels in the direction of the distance, C 0 (a), ... , C 0 (M), C 1 (1), ... , C 1 (M), C 2 , C 3 , and C 4 . At this time, the corrected satellite radar interference degree obtaining unit 170 may construct a matrix as shown in Equation 17 to use a multiple regression equation.

[식 17][Formula 17]

Figure 112015073653723-pat00040
Figure 112015073653723-pat00040

여기서 A는 (M·N)×(2M+3)으로서 식 18과 같이 계획 행렬로 정의할 수 있고, c는 식 19와 같이 (2M+3) 벡터 파라미터로 정의할 수 있으며, 또한

Figure 112015073653723-pat00041
는 (M·N)의 벡터로서 식 20과 같이 정의할 수 있다.Here, A can be defined as a planning matrix as (18) as (M · N) × (2M + 3) and c can be defined as a (2M + 3) vector parameter as shown in equation
Figure 112015073653723-pat00041
Can be defined as the expression (20) as a vector of (M · N).

[식 18][Formula 18]

Figure 112015073653723-pat00042
Figure 112015073653723-pat00042

[식 19][Formula 19]

Figure 112015073653723-pat00043
Figure 112015073653723-pat00043

[식 20][Formula 20]

Figure 112015073653723-pat00044
Figure 112015073653723-pat00044

여기서,

Figure 112015073653723-pat00045
Figure 112015073653723-pat00046
이고,
Figure 112015073653723-pat00047
Figure 112015073653723-pat00048
가 된다.here,
Figure 112015073653723-pat00045
silver
Figure 112015073653723-pat00046
ego,
Figure 112015073653723-pat00047
The
Figure 112015073653723-pat00048
.

이에 따라, 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는 보정 위성레이더 간섭도를 식 21과 같이 정의할 수 있다.Accordingly, the corrected satellite radar interference level acquisition unit 170 can define the corrected satellite radar interference level as shown in Equation (21).

[식 21][Formula 21]

Figure 112015073653723-pat00049
Figure 112015073653723-pat00049

즉, 식 21에 의하면, 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는, 위성레이더 간섭도 제작부(110)를 통하여 제작된 위성레이더 간섭도(

Figure 112015073653723-pat00050
)에서 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)를 통하여 획득한 적분된 MAI 간섭도(
Figure 112015073653723-pat00051
)를 제거함으로써, 위성레이더 간섭도에서 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값이 보정된 보정 위성레이더 간섭도(
Figure 112015073653723-pat00052
)를 획득할 수 있다.That is, according to Equation (21), the corrected satellite radar interference level acquisition section 170 acquires the satellite radar interference level (
Figure 112015073653723-pat00050
The integrated MAI interference degree obtained through the integrated MAI interference degree acquisition unit 160
Figure 112015073653723-pat00051
The corrected satellite radar interference figure in which the distortion phase value due to the ion layer and the distortion phase value due to the orbital error are corrected in the satellite radar interference degree
Figure 112015073653723-pat00052
Can be obtained.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치(100)는 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 위성 궤도 오차 성분과 이온층 위상 왜곡에 의한 오차 성분을 동시에 계산함으로써 기존 기법 적용 시 발생하는 위성 궤도에 의한 위상 오차를 제거할 수 있어 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있다. 둘째, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 국지적으로 발생하는 비행방향 변위를 마스킹하거나, 혹은 간섭도 생성이 낮은 넓은 지역, 호수, 바다 등 간섭도 생성이 불가능한 지역에 대하여 방향 필터를 적용하는 과정을 수행함으로써, 더욱 다양한 지역에 대하여 기법 적용이 가능한 특징이 있다. 마지막으로, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 다중회귀방정식을 기반으로 방위 방향과 거리 방향의 위치를 둘 다 고려함으로써 불연속점을 갖지 않는 적분상수를 추정하므로, 이를 통해 비행방향 인접 픽셀에 대하여 나타날 수 있는 불연속성을 해결할 수 있는 특징이 있다.The apparatus for correcting ion distortion 100 based on the multi-interference technique according to an embodiment of the present invention has the following advantages. First, the ion distortion correcting apparatus 100 of the present invention can eliminate the phase error due to the satellite orbit generated when applying the conventional technique by simultaneously calculating the satellite orbital error component and the error component due to the ionospheric phase distortion, Images can be acquired. Second, the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention applies a direction filter to an area where masking of a flight direction displacement occurring locally or an area where interference generation is not possible, such as a wide area, a lake, By doing this, we can apply the technique to more diverse regions. Finally, the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention estimates an integral constant having no discontinuous points by considering both the azimuth direction and the position in the distance direction based on the multiple regression equation, Which can solve the discontinuity that can be shown.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본 발명의 동작 흐름도를 간단히 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation flow diagram of the present invention will be described in detail based on the contents described above in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법에 대한 동작 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for correcting ion distortion based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치(100)는 먼저, 비행방향 위상차 계산부(130)에 의하여, SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산한다(S210).Referring to FIG. 2, an ion distortion correction apparatus 100 based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention firstly uses a SAR (Synthetic Aperture Radar) image by a flight direction phase difference calculation unit 130 A differential value with respect to the flight direction is calculated from the satellite radar interference degree produced (S210).

이때, 단계S210에서 위성레이더 간섭도는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에 의하여 제작될 수 있으며, 위성레이더 간섭도 제작부(110)는 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111)를 통해 전방관측 레이더 간섭도를 제작하고, 후방관측 레이더 간섭도 제작부(112)를 통해 후방관측 레이더 간섭도를 제작할 수 있다.At this time, in step S210, the satellite radar interference figure production unit 110 may generate the satellite radar interference figure, and the satellite radar interference figure production unit 110 generates the front observation radar interference figure And the rear observation radar interference figure can be produced through the rear observation radar interference figure production part 112. [

SAR (Synthetic Aperture Radar) 영상은 센서에서 마이크로파를 쏘고 받아 한 목표물을 수천 번 촬영하고 이를 압축하여 제작된 고해상 레이더 영상이다. SAR 영상은 크기(magnitude)와 위상(phase)을 지니는 복소수로 이루어져 있으며, 크기는 지표의 반사도를 의미하고 위상은 사인(sine)이나 코사인(cosine) 곡선의 한 주기로 표현되는 것을 의미한다. 위성레이더 간섭도는 이러한 SAR 영상을 두 번 관측하여 SAR 영상의 위상차로부터 제작된 데이터이며, 이러한 위성레이더 간섭도의 제작 방법은 본 발명이 속한 분야에서 잘 알려진 기술이므로, 이하 생략하기로 한다.SAR (Synthetic Aperture Radar) image is a high resolution radar image produced by shooting a microwave from a sensor, capturing a target thousands of times and compressing it. SAR images are made up of complex numbers with magnitude and phase, the size means the reflectivity of the surface, and the phase means that it is expressed in one cycle of a sine or cosine curve. The satellite radar interference degree is data prepared from the phase difference of the SAR image by observing the SAR image twice. The method of producing such a satellite radar interference degree is well known in the field of the present invention, and will not be described below.

이에 따라, 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111)는 SAR 센서가 한 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 이러한 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차(phase difference)로부터 전방관측 레이더 간섭도를 제작하며, 후방관측 레이더 간섭도 제작부(112)는 상기 전방관측 레이더 간섭도의 제작과 같은 방식으로 제작되며, 다만 SAR 센서가 한 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 이러한 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차(phase difference)로부터 후방관측 레이더 간섭도를 제작한다.Accordingly, the front observation radar interference figure production unit 111 produces a front observation SAR image by compressing only the number of times observed from the front of the center of the beam among the number of times the SAR sensor has photographed one target, And the rear observation radar interference figure production unit 112 is fabricated in the same manner as the production of the front observation radar interference figure, A rear observation SAR image is produced by compressing only the number observed from the rear of the center of the beam during the number of times the target is photographed and the rear observation radar interference degree is calculated from the phase difference calculated by observing the rearward observation SAR image twice And make them.

이 후, 비행방향 위상차 계산부(130)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산한다. 즉, 단계S210에서 비행방향 위상차 계산부(130)는 비행방향에 따른 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산하며, 이때, 상기 SAR 영상에서 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 이용하여 상기 비행방향에 따른 상기 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산할 수 있다. 보다 자세한 설명은 도 1의 설명을 참조하기로 한다.Thereafter, the flight direction phase difference calculation unit 130 calculates the derivative value with respect to the flight direction from the satellite radar interference figure produced by the satellite radar interference figure production unit 110. [ That is, in step S210, the flight direction phase difference calculation unit 130 calculates the phase difference of the satellite radar interference degree in accordance with the flight direction. At this time, the azimuth direction and the range direction are used in the SAR image, The phase difference of the satellite radar interference degree according to the flying direction can be calculated. A more detailed description will be given with reference to the description of FIG.

다음으로, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 필터링된 MIA 간섭도 획득부(140)를 통해, 상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득한다(S220).Next, the ion distortion correction apparatus 100 according to the present invention is applied to the ion distortion correction apparatus 100 through the filtered MIA interference degree acquisition unit 140, The MAI interference degree is obtained (S220).

이때, 단계S220에서 MIA 간섭도는 MIA 간섭도 제작부(120)에 의하여 제작될 수 있으며, MAI 간섭도 제작부(120)는 전방관측 레이더 간섭도 제작부(111)에서 제작된 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도 제작부(1120)에서 제작된 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 계산하여 MAI 간섭도를 제작한다. 상기 MAI 간섭도는 비행방향으로의 지표변위 또는 물체의 속도를 관측하는데 사용하며, MAI 간섭도의 제작 방법은 공지기술인 한국등록특허 제10-1111689호에 더 자세히 기재되어 있으므로 이를 참조하도록 하고, 이하 설명은 생략하기로 한다.At this time, in step S220, the MIA interference figure can be produced by the MIA interference figure production unit 120, and the MAI interference figure production unit 120 can detect the front observation radar interference produced by the front observation radar interference figure production unit 111, The MAI interference figure is produced by calculating the phase difference of the rear observation radar interference degree produced by the radar interference degree production section 1120. The MAI interference degree is used to observe the surface displacement in the flight direction or the velocity of the object. The method of making the MAI interference degree is described in detail in Korean Patent No. 10-1111689, A description thereof will be omitted.

그리고, 단계S220에서, 필터링된 MIA 간섭도 획득부(140)는 상기 MAI 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상과 대기 왜곡 위상을 마스킹(masking)하여 제거할 수 있다.In step S220, the filtered MIA interference level acquisition unit 140 may mask the surface displacement distortion phase and the atmospheric distortion phase included in the MAI interference level.

또한, 단계S220에서, 필터링된 MIA 간섭도 획득부(140)는 상기 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 또는 국지적으로 변위가 큰 지역을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득할 수 있다. In step S220, the filtered MIA interference level acquisition unit 140 masks an area having a low degree of coherence or an area having a large displacement locally in the MAI interference map, To obtain the filtered MAI interference figure.

다음으로, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 모델 생성부(150)를 통하여, 상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성한다(S230).Next, the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention includes an ion distortion phase and an orbital distortion phase through the model generation unit 150 based on the differential value for the flight direction and the filtered MAI interference level (S230).

이때, 단계S230에서 모델 생성부(150)는 2차 다항식 모델을 이용하여 상기 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 상기 모델을 생성할 수 있으며, 상기 이온왜곡 위상 및 상기 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 상기 위성레이더 간섭도와 상기 필터링된 MAI 간섭도 각각에 대하여 생성할 수 있다.At this time, in step S230, the model generating unit 150 may generate the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase using the second-order polynomial model, and the model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase Model may be generated for each of the satellite radar interference and the filtered MAI interference.

다음으로, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)에 의하여, 상기 생성된 모델을 기반으로 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득한다(S240).Next, the ion distortion correcting apparatus 100 of the present invention integrates the filtered MAI interference map based on the generated model by the integrated MAI interference map obtaining unit 160 to obtain the integrated MAI interference map (S240).

이때, 단계S240에서 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 상기 적분된 MAI 간섭도에 포함된 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 고려하여 추정할 수 있으며, 상기 적분상수는 상기 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인한 방위 방향의 적분 오차를 감소시키고, 상기 위성레이더 간섭도의 궤도 왜곡 위상을 제거하는 것을 특징으로 한다.At this time, the MAI interference degree acquisition unit 160 integrated in step S240 estimates the integration constant included in the integrated MAI interference degree in consideration of the azimuth direction and the range direction based on the multiple regression equation Wherein the integration constant reduces the integration error in the azimuth direction due to the noise of the filtered MAI interference degree and removes the orbital distortion phase of the satellite radar interference degree.

또한, 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)는 상기 적분된 MAI 간섭도를 통해 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 이온 왜곡 위상의 값과 궤도 왜곡 위상의 값을 계산할 수 있다.The integrated MAI interference level acquisition unit 160 may calculate the value of the ion distortion phase and the value of the orbital distortion phase included in the satellite radar interference level through the integrated MAI interference level.

다음으로, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 보정된 위성레이더 간섭도 획득부(170)를 통하여, 상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거함으로써 보정된 위성레이더 간섭도를 획득한다(S250).Next, the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention calculates the corrected satellite radar interference degree by removing the integrated MAI interference degree in the satellite radar interference degree through the corrected satellite radar interference degree obtaining section 170 (S250).

즉, 단계S250에서 보정 위성레이더 간섭도 획득부(170)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 제작된 위성레이더 간섭도에서 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)를 통하여 획득한 적분된 MAI 간섭도(즉, 위성레이더 간섭도의 이온층에 의한 왜곡 위상 값과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상 값을 포함하는 적분된 MAI 간섭도)를 제거함으로써 보정 위성레이더 간섭도를 획득한다.That is, in step S250, the corrected satellite radar interference level acquisition unit 170 acquires the integrated MAI interference obtained through the MAI interference level acquisition unit 160 integrated in the satellite radar interference level produced by the satellite radar interference level production unit 110 (I. E., The integrated MAI interference figure including the distortion phase value due to the ion layer of the satellite radar interference degree and the distortion phase value due to the orbital error).

이러한 본 발명은 바다, 호수 등 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함하는 영상에 대하여 보다 양질의 레이더 영상을 획득할 수 있으며, 위성 궤도 오차와 이온층 위상 왜곡에 의한 오차 성분을 동시에 계산함으로써 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 기법을 보완하므로, 보다 정확성 및 활용성이 높은 레이더 영상을 획득할 수 있는 특징이 있다. 또한, 본 발명은 적분 상수를 결정하는 과정에서, 시야방향과 비행방향을 동시에 고려함으로써 비행방향 인접 픽셀에 대하여 불연속성이 나타날 수 있는 단점을 보완할 수 있는 효과가 있다.The present invention can acquire a better quality radar image for an image including an area where interference can not be generated, such as sea and lake, and simultaneously calculates an error component due to satellite orbit error and ion layer phase distortion, , It is possible to acquire radar images with higher accuracy and usability. Further, in the process of determining the integral constant, the present invention can compensate for the disadvantage that discontinuity may appear for the adjacent pixels in the flight direction by simultaneously considering the viewing direction and the flying direction.

또한, 본 발명은 위성 궤도 오차 및 이온층 왜곡 오차를 포함한 모델을 정립하여 오차를 감소시키고, 방향 필터를 이용함으로써 간섭도 생성이 불가능한 지역을 포함한 영상에서도 이온층 왜곡 보정이 가능하도록 함에 따라, 획득된 영상 내의 보다 다양한 지역에 대하여 이온왜곡 보정이 적용 가능하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention reduces errors by establishing a model including satellite orbit error and ion layer distortion error, and makes it possible to correct ionospheric distortion even in an image including an area where interference can not be generated by using a direction filter, It is possible to apply the ion distortion correction to more various regions within the region.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치에 대한 효과를 검증하기 위하여 수행된 실험 결과에 대하여 보다 자세히 기술하기로 한다.Hereinafter, an ion distortion correction method based on a multi-interference technique according to an embodiment of the present invention and experimental results performed to verify effects of the ion distortion correction method will be described in detail.

이하 본 실험에서는 2008년 6월 22일과 2009년 6월 25일에 획득된 ALOS PALSAR (Advanced Land Observing Satellite Phase Array type L-band Synthetic Aperture Radar) 자료를 이용하여 이온층에 의한 위성레이더 간섭도 왜곡 보정을 수행하였으며 그 결과를 검증하였다. 이하 표 1은 본 발명에서 제안하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법을 적용하기 위해 실험에 사용된 ALOS PALSAR 영상의 특성을 보여준다. 위성의 상향(Ascending) 궤도에서 취득된 자료인 두 영상(즉, Master 영상과 Slave 영상)은 약 1년의 시간 간격으로 촬영되었으며, 수직 기선 거리는 약 -700m이다.In this experiment, we used the ALOS (Advanced Land Observing Satellite Array) type L-band Synthetic Aperture Radar (ALOS) data obtained on June 22, 2009 and June 25, And the results were verified. Table 1 below shows the characteristics of the ALOS PALSAR image used in the experiment to apply the ion distortion correction method based on the multi-interference technique proposed in the present invention. Two images (ie, master and slave images) obtained from the ascending orbit of the satellite were taken at a time interval of about one year, and the vertical base line distance is about -700 m.

MasterMaster SlaveSlave BT
(Days)
B T
(Days)
B
(m)
B
(m)
fDC,f
(Hz)
f DC, f
(Hz)
fDC,c
(Hz)
f DC, c
(Hz)
fDC,b
(Hz)
f DC, b
(Hz)
2008/06/22June 22, 2008 2009/06/25June 25, 2009 368368 -699.9-699.9 432.48432.48 31.4331.43 -373.85-373.85

이때, BT는 마스터와 슬레이브 SAR 쌍 사이에 시간 베이스 라인을 의미하고, B는 마스터와 슬레이브 SAR 쌍 사이에 수직 베이스 라인을 의미하며, fDC,f, fDC,c 및 fDC,b는 전방, 평균 및 후방의 도플러 중심을 의미한다.Where B T means the time base line between the master and slave SAR pairs, B means the vertical baseline between the master and slave SAR pairs, f DC, f , f DC, c And f DC, b mean forward, averaged and rearward Doppler centers.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 ALOS PALSAR의 자료 획득 지역 및 긴밀도(Coherence) 지도를 나타낸 도면이다. 이온층에 의한 위성레이더 간섭도 왜곡은 주로 극지방, 적도 지방, 또는 대규모 단층지대에 자주 발생하지만 태양 활동에 의해 중위도 지방에 속하는 우리나라에서도 가끔씩 이온층에 의한 레이더 간섭도 오차가 발생한다. 본 실험의 연구지역에서 서울 및 인천과 같은 도시 지역의 경우에는 긴밀도가 0.4 이상의 값을 보이지만, 그 외 지역은 상대적으로 긴밀도가 낮음을 확인할 수 있다. 낮은 긴밀도는 간섭도의 노이즈를 증가시키는 원인이 되며, 더욱이 우리나라의 경우 바다와 인접한 지역이 많기 때문에 기존의 MAI 기반의 이온층 보정 기법을 바로 적용하기에는 어려운 문제가 있다.FIG. 3 is a view showing a data acquisition area and a coherence map of ALOS PALSAR according to one embodiment of the present invention. The satellite radar interference distortion caused by the ionosphere occurs mainly in polar regions, equatorial regions, or large fault zones. However, in Korea, which is in the mid - latitude region due to solar activity, radar interference errors are sometimes caused by the ionosphere. In the study area of the experiment, the intensities are more than 0.4 in urban areas such as Seoul and Incheon, but the other areas are relatively less intact. The low degree of tightness causes the increase of the noise of the interference degree. Moreover, since there are many regions adjacent to the sea in Korea, it is difficult to directly apply the existing MAI based ionospheric correction technique.

이에 본 발명은 ALOS PALSAR 자료를 이용하여 이온층에 의한 간섭도 왜곡을 확인하기 위하여 위성레이더 간섭도와 MAI 간섭도를 생성하였다. 이때, 위성레이더 간섭도는 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)의 위성레이더 간섭도 제작부(110)에 의하여 생성되며, MAI 간섭도는 MAI 간섭도 제작부(120)에 의하여 생성될 수 있다.Therefore, the present invention generates satellite radar interference and MAI interference in order to check the distortion of the interference caused by the ionosphere using ALOS PALSAR data. At this time, the satellite radar interference level is generated by the satellite radar interference level production unit 110 of the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention, and the MAI interference level can be generated by the MAI interference level production unit 120.

이때, 위성레이더 간섭도 제작부(110)는 위성레이더 간섭도를 최초 생성된 SLA(Single Look Complex) 영상에서 시야방향과 비행방향의 공간 해상도를 맞추고 긴밀도를 높이기 위하여 시야방향으로 5룩(look)과 비행방향으로 20룩의 멀티룩 처리를 수행하였다. 이에 따라, 위성레이더 간섭도의 픽셀 크기는 시야방향과 비행방향으로 각각 약 45m×60m이며, MAI 간섭도에 대해서도 MAI 간섭도 제작부(120)에 의하여 동일한 멀티룩 처리를 수행하였다. 또한, 위성레이더 간섭도의 지형에 의한 위상 효과를 보정하기 위하여, 본 발명의 이온왜곡 보정 장치(100)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에서 SRTM DEM(Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model)을 사용하였으며, 위성레이더 간섭도의 긴밀도 향상을 위하여 Goldstein 필터를 적용한 후 MCF(Minimum Cost Flow) 알고리즘을 이용하여 위상 불구속화(unwrapping)을 수행하였다.At this time, the satellite radar interference level production unit 110 adjusts the satellite radar interference level to 5 in the view direction in order to increase the tightness of the spatial resolution of the view direction and the flight direction in the initially generated SLA (Single Look Complex) And 20 lines of multi - look processing in the flight direction. Accordingly, the pixel size of the satellite radar interference degree is about 45 m × 60 m in both the viewing direction and the flying direction, and the MAI interference level is also subjected to the same multi-look processing by the MAI interference level producing unit 120. In order to correct the phase effect due to the terrain of the satellite radar interference degree, the ion distortion correction apparatus 100 of the present invention uses the SRTM DEM (Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model) In order to improve the tightness of the satellite radar interference, the Goldstein filter was applied and then the MCF (Minimum Cost Flow) algorithm was used to perform phase unwrapping.

그리고, MAI 간섭도 제작부(120)는 MAI 간섭도를 제작하기 위하여, 한 쌍의 ALOS PALSAR RAW 데이터로부터 서로 다른 도플러 중심주파수를 이용하여 두 장의 SCL 영상을 제작하며, Forward-looking SLC와 Backward-looking SLC의 도플러 중심주파수로부터 비행방향 common band filtering에 의하여 798.9 Hz의 비행방향 거리 밴드폭을 이용하여 생성하였다. 그리고 각각의 Forward-looking SLC와 Backward-looking SLC 영상으로부터 멀티룩을 수행한 후 Forward 간섭도와 Backward 간섭도를 생성하고, flat-Earth 위상과 지형위상을 제거한 MAI 간섭도를 생성하였다. 이때 MAI 간섭도 역시 위성레이더 간섭도와 마찬가지로 Goldstein 필터를 적용하고, MCF 알고리즘을 적용하였다.The MAI interference generator 120 generates two SCL images using a different Doppler center frequency from a pair of ALOS PALSAR RAW data to generate the MAI interference, and the forward-looking SLC and the backward-looking It was generated from Doppler center frequency of SLC using flight direction distance bandwidth of 798.9 Hz by common directional band filtering. After performing multi-look from each forward-looking SLC and backward-looking SLC image, Forward and Backward interference maps are generated, and MAI interference maps are generated with flat-earth and topological phase removed. At this time, the MAI interference also applies the Goldstein filter and the MCF algorithm as well as the satellite radar interference.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 위성레이더 간섭도, MAI 간섭도, 및 필터링된 MAI 간섭도를 나타낸 도면이다. 이때, 도 4(a)는 위성레이더 간섭도 제작부(110)에 의하여 획득될 수 있고, 도 4(b)는 MAI 간섭도 제작부(120)에 의하여 획득될 수 있으며, 도 4(c)는 방향필터를 이용한 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)에 의하여 획득될 수 있다.4 is a diagram illustrating a satellite radar interference map, a MAI interference map, and a filtered MAI interference map generated according to an embodiment of the present invention. 4 (a) can be obtained by the satellite radar interference plot 110, FIG. 4 (b) can be obtained by the MAI interference plot 120, and FIG. 4 (c) Filter can be obtained by the filtered MAI interference acquisition section 140. [

도 4(a)와 같이 비행방향에 따라 위상이 변화하는 경우에는 일반적으로 대규모 단층 지역에 의한 지표변화 혹은 위성 궤도에 의한 오차를 추측할 수 있지만, 본 실험의 연구 지역인 우리나라의 경우에는 대규모 단층지역이 없기 때문에 위성 궤도 오차로 추측이 불가능하다. 하지만 도 4(b)의 MAI 간섭도에서는 위성레이더 간섭도와 비슷한 방향으로 영상 전체에서 시야방향으로 streaking 현상이 보이며, 위상이 변화하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 현상은 전형적인 이온층에 의한 위상 오차 패턴으로 많이 보고된 바 있으며, 보다 양질의 위성레이더 간섭도를 획득하기 위해서는 이러한 현상에 대한 위성레이더 간섭도의 보정이 필요하다.As shown in FIG. 4 (a), when the phase changes according to the flight direction, it is generally possible to estimate an error due to a large-scale fault zone or a satellite orbit. However, in the case of the present study, Because there is no area, it is impossible to guess by satellite orbit error. However, in the MAI interference diagram of FIG. 4 (b), the streaking phenomenon appears in the direction of the image from the entire image in the direction similar to the satellite radar interference, and the phase is changed. This phenomenon has been reported as a phase error pattern by a typical ionosphere. In order to obtain higher quality satellite radar interference, it is necessary to correct the satellite radar interference degree for this phenomenon.

본 실험에서 사용된 SAR 영상은 서해 지역을 포함하고 있기 때문에 간섭도 생성이 불가능한 지역이 존재한다. 이러한 이유로 기존의 MAI 기반 이온층 위상 왜곡 보정 기법은 직접적으로 적용할 수 없으며, 이에 따라 본 발명의 필터링된 MAI 간섭도 획득부(140)는 도4(b)의 MAI 간섭도에 방향필터를 적용함으로써, 도 4(c)와 같이 보간된 MAI 간섭도를 생성하였다.Since SAR images used in this experiment include the West Sea region, there are areas where interference can not be generated. For this reason, the conventional MAI-based ionospheric phase-distortion correction scheme can not be applied directly. Thus, the filtered MAI-interference-point obtaining unit 140 of the present invention applies the directional filter to the MAI- , The interpolated MAI is generated as shown in FIG. 4 (c).

이때, 방향필터는 도 4(b)와 같이 대각선 방향(혹은 수직, 수평 방향 등)으로 특정한 패턴이 보일 경우, range(가로 방향)의 픽셀을 길게 잡고, azimuth(세로 방향)의 픽셀을 짧게 잡아(즉, 직사각형 모양으로 픽셀을 잡아) 보간(Interpolation)을 수행하는 것, 즉 패턴을 유지하면서 보간을 수행하는 것을 의미한다. 일예로, 도 4(b)의 좌측 상단에 바다 지역은 Null 값이 비어있는데 이러한 비어있는 값은 적분에 큰 영향을 미치게 되며, 이에 본 발명은 상기와 같이 비어있는 값에 대하여 방향필터를 수행함으로써, 도4(c)와 같이 값이 없는 부분에 대해서도 같은 패턴의 값을 생성할 수 있게 됩니다. 또한, 본 발명에서는 방향필터를 적용함으로써 각종 노이즈가 줄어드는 효과가 있다.At this time, when a specific pattern is seen in a diagonal direction (or a vertical direction or a horizontal direction) as shown in FIG. 4 (b), the direction filter holds a pixel in a range (horizontal direction) and holds a pixel in azimuth (I.e., holding a pixel in a rectangular shape) to perform interpolation, i.e., performing interpolation while maintaining the pattern. For example, in the upper left corner of FIG. 4 (b), the Null value is empty in the sea area, and such an empty value has a great influence on the integration. Thus, the present invention performs a directional filter on the empty value as described above , As shown in Fig. 4 (c), it is possible to generate a value of the same pattern for a portion having no value. Further, in the present invention, by applying the direction filter, various noises are reduced.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 위성레이더 간섭도(InSAR)의 비행방향 미분 영상, 이온층 왜곡 위상과 궤도 왜곡 위상이 포함된 영상, 및 2차 다항식 모델을 이용한 궤도 왜곡 위상 영상을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a graph showing the relationship between the flight direction differential image of the satellite radar interference diagram (InSAR) generated according to an embodiment of the present invention, the image including the ionic layer distortion phase and the orbital distortion phase, and the orbital distortion phase image using the second- Fig.

즉, 도 5(a)는 본 발명의 비행방향 위상차 계산부(130)에 의하여 획득된 영상으로서, 위성레이더 간섭도(즉, 도 4(a))를 이용하여 식 22에 의한 비행방향으로의 미분값을 생성하였다. 그리고 도 6(b)는 본 발명의 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)에 의하여 획득된 영상으로서, 이는 이온 위상 왜곡 오차와 궤도 위상 오차가 포함된 보정 값을 식 14로부터 계산함으로써 획득될 수 있다. 그리고 상기와 마찬가지로 도 6(c)는 적분된 MAI 간섭도 획득부(160)에 의하여 획득된 영상으로서, 이는 2차원 다항식 보정 방법을 기반으로 하고 식 15를 통해 위성 궤도 오차를 계산함으로써 획득할 수 있다.That is, FIG. 5 (a) is an image obtained by the flight direction phase difference calculation unit 130 of the present invention, and the satellite direction radar interference degree (that is, FIG. And a derivative value was generated. 6 (b) is an image obtained by the integrated MAI interference degree obtaining section 160 of the present invention, which can be obtained by calculating a correction value including an ion phase distortion error and an orbital phase error from Equation 14 have. 6 (c) is an image obtained by the integrated MAI interference level acquisition unit 160, which can be obtained by calculating a satellite orbit error based on the two-dimensional polynomial correction method and using Equation 15 have.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 위성레이더 간섭도(InSAR)의 인터페로그램(interferogram) 영상, 및 궤도 왜곡 위상만 보정하여 생성된 InSAR의 인터페로그램 영상을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing an interferogram image of a satellite radar interference diagram (InSAR) generated according to an embodiment of the present invention, and an interferogram image of InSAR generated by correcting only the orbital distortion phase.

도 6(a)는 본 발명의 보정된 위성레이더 간섭도 획득부(170)에 의하여 획득된 보정된 위성레이더 간섭도를 나타내며, 이는 이온층에 의한 위상 왜곡 오차 값과 궤도 위상 오차 값을 고려하여 도출된 식 21을 이용하여 생성된다. 도 6(b)는 다항식 접합(polynomial fitting) 방법으로 계산된 궤도 오차 값만을 이용하여 생성된 보정된 위성레이더 간섭도를 나타낸다.6 (a) shows the corrected satellite radar interference degree obtained by the corrected satellite radar interference degree obtaining section 170 of the present invention, which is derived by considering the phase distortion error value and the orbital phase error value by the ion layer Lt; / RTI > 6 (b) shows the corrected satellite radar interference level generated using only the orbit error value calculated by the polynomial fitting method.

이때, 이온층에 의한 위상 왜곡 오차 값과 궤도 위상 오차 값을 함께 고려하여 보정한 영상(즉, 도 6(a))의 경우에는 위성 레이더 간섭도 전체 영상에서 특별한 패턴이 보이지 않았으나, 2차원 다항식 보정 방법을 이용하여 궤도 오차만을 보정한 영상(즉, 도 6(b)의 경우에는 간섭도 전체 영역에서 비행방향으로 줄무늬 패턴이 계속 남아있음을 확인할 수 있다. 이는 궤도 오차만을 보정할 경우 위성레이더 간섭도의 오차 보정이 제대로 수행되지 않음을 의미한다. 이에 본 발명에서 제안하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법은 이온층에 의한 왜곡 위상과 궤도 오차에 의한 왜곡 위상을 둘 다 고려하여 보정을 수행하므로, 보다 양질의 위성레이더 간섭도의 이온왜곡 보정이 가능하다.In this case, in the case of the image corrected by considering both the phase distortion error value by the ion layer and the orbital phase error value (i.e., FIG. 6 (a)), no particular pattern was observed in the satellite radar interference full image, 6 (b), it can be seen that the stripe pattern remains in the flight direction in the entire region of the interference degree. In the case where only the orbital error is corrected, the satellite radar interference Therefore, the ion interference correction method based on the multi-interference technique proposed in the present invention performs correction by considering both the distortion phase due to the ion layer and the distortion phase due to the orbit error , It is possible to correct ion distortion of satellite radar interference with better quality.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온층에 의한 위상 오차의 보정 효과 분석을 위한 비행방향으로의 프로파일 값 분포를 나타낸 도면이다. 이는 도 6(a)에 표시된 A-A' 단면에 대한 분포도를 나타낸다.FIG. 7 is a view showing a profile value distribution in a flight direction for analyzing a correction effect of a phase error by an ion layer according to an embodiment of the present invention. FIG. This shows a distribution diagram for the section A-A 'shown in Fig. 6 (a).

도 7을 참조하면, 위상의 변화 패턴 분석을 위하여 비행방향의 방향을 따라 range 방향으로 10 pixel씩 각 100 pixel 마다 평균 값을 표시하였다.Referring to FIG. 7, in order to analyze a phase change pattern, an average value is displayed every 100 pixels in a direction of a range along the direction of the flight direction by 10 pixels.

초기 위성 레이더 간섭도의 위상(

Figure 112015073653723-pat00053
)은 약 -2.5 rad~1 rad 사이에 분포되어 있으며, 저주파 sin 형태의 패턴이 확인되었다. 이러한 결과는 이온층에 의한 위상 왜곡이 저주파 형태로 나타나며, 이와 같은 형태로 발생하는 궤도 오차는 분리할 수 없음을 의미한다. 그리고, 다항식 접합(polynomial fitting)을 이용하여 위성레이더 간섭도에서 궤도 오차만을 수행한 경우(
Figure 112015073653723-pat00054
)에는 위상 분포 범위가 조금 줄어든 정도에 불과함을 확인할 수 있다.The phase of the initial satellite radar interference figure
Figure 112015073653723-pat00053
) Was distributed between about -2.5 rad and 1 rad, and a pattern of a low frequency sin pattern was confirmed. These results indicate that the phase distortion due to the ionosphere is in the form of low frequency, and that the orbit error occurring in this form can not be separated. And, in case of using only polynomial fitting, orbit error in satellite radar interference
Figure 112015073653723-pat00054
), The phase distribution range is only slightly reduced.

반면, 본 발명의 기법을 이용하여 이온왜곡 오차와 궤도 오차를 함께 고려하여 위성레이더 간섭도의 보정을 수행한 경우(

Figure 112015073653723-pat00055
)에는 위상의 변화 범위가 ±1 rad으로 비교적 안정되어 있으며, 저주파 sin 형태의 패턴이 없어졌음을 확인할 수 있다. 이는 초기 레이더 간섭도에서 발생하는 저주파 형태의 오차 보정이 효과적으로 되었음을 의미하며, 궤도 오차만을 이용한 간섭도 보정 기법에 비하여 더욱 향상된 결과를 획득할 수 있었다.On the other hand, when the satellite radar interference is corrected by considering the ion distortion error and the orbit error using the technique of the present invention
Figure 112015073653723-pat00055
), The phase change range is relatively stable at ± 1 rad, and it can be confirmed that the low-frequency sin-like pattern is eliminated. This means that the low - frequency error correction that occurred in the initial radar interference is effective, and the improved results can be obtained compared to the interference correction method using only the orbit error.

결론적으로, 최근 들어 지표 모니터링을 위한 방법으로 위성 레이더 간섭 기법에 관한 관심이 증대되고 있다. 특히 L-band처럼 장파장 대역을 이용한 레이더 간섭 기법은 두 영상의 획득 시기 차이에 비해 비교적 높은 긴밀도가 유지되기 때문에 그 활용성이 주목되고 있다. 하지만 위성레이더 영상은 이온층에 의하여 위상 오차를 포함하며 이는 파장 길이와 비례 관계에 있기 때문에, 장파장을 이용한 SAR 영상의 경우 위성레이더 간섭도에서 오차가 급격히 증대되는 특징이 있어, 이에 대한 보정이 반드시 필요하다.In conclusion, there is a growing interest in satellite radar interferometry as a method for surface monitoring. Especially, the radar interference technique using the long wavelength band like L-band keeps a relatively high degree of tightness compared with the acquisition time difference between two images, and thus its utilization is attracting attention. However, satellite radar images contain phase errors due to the ionosphere, and they are proportional to the wavelength length. Therefore, SAR images using long wavelengths are characterized in that the errors in the satellite radar interference degree are rapidly increased. Do.

이에 따라 본 발명은 간섭도 생성이 불가능한 지역에 대하여 간섭도 생성이 가능하도록 방향 필터를 이용하였다. 상기 실험에서, 2008년 6월과 2009년 6월에 취득된 L-band ALOS PALSAR 간섭쌍으로부터 위성레이더 간섭도 및 MAI 간섭도를 생성한 결과, 위성레이더 간섭도에서는 비행방향을 따라 영상 전체에서 줄무늬 패턴이 보였으며, MAI 간섭도에서는 비행방향으로 streaking 현상을 통해 이온층에 의한 위상 왜곡 효과가 나타남을 확인하였다. 그리고 본 실험에서 사용된 영상의 경우 간섭도 생성이 불가능한 서해 지역을 포함하고 있기 때문에, 방향 필터를 이용하여 보간된 MAI 간섭도, 즉 필터링된 MAI 간섭도를 적용하였다.Accordingly, the present invention uses a directional filter so that interference can be generated in an area where interference can not be generated. In the experiment, satellite radar interference and MAI interference were generated from the L-band ALOS PALSAR interference pair obtained in June 2008 and June 2009. As a result, in the satellite radar interference map, In the MAI interference diagram, we confirmed that the streaking effect in the flight direction causes the phase distortion effect by the ion layer. In addition, since the image used in this experiment includes the West Sea region where interference can not be generated, interpolated MAI interference, ie filtered MAI interference, is applied using a directional filter.

그리고, 2차원 다항식 보정 기법을 이용하여 궤도 오차 보정만을 수행한 경우, 비행방향의 위상 변화가 초기 레이더 간섭도 분포와 유사하여 저주파 sin 패턴이 그대로 남아 있었다. 이에 반해, 본 발명의 방법을 적용한 경우에는 ±1 rad 사이의 안정된 위상 변화 값이 계산되었으며, 영상 전체에서 특정 패턴이 없어졌음을 확인할 수 있었다.Also, when the orbital error correction was performed using the two-dimensional polynomial correction technique, the phase change in the flight direction was similar to the initial radar interference distribution, and the low frequency sin pattern remained unchanged. On the other hand, in the case of applying the method of the present invention, a stable phase change value between ± 1 rad was calculated, and it was confirmed that a specific pattern was lost in the entire image.

임무가 종료된 ALOS PALSAR, 현재 운용 중인 ALOS PALSAR-2 뿐만 아니라 곧 발사 예정인 SAOCOM, MapSAR 등 긴밀도 유지에 유리한 장파장 SAR 위성은 그 활용성이 매우 주목 받고 있지만, 이온층에 의한 위상 오차에 매우 민감하기 때문에 이에 대한 보정 방법이 필수적으로 요구되며, 이에 본 발명이 제안하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법 및 그 장치는 위성레이더 간섭도의 정확도를 증가시킬 수 있어 보다 폭넓게 활용 가능한 특징이 있다.ALOS PALSAR, which is currently in operation, and ALOS PALSAR-2, which is currently in operation, as well as SAOCOM and MapSAR, which are expected to be launched soon, are very attracting attention to long-wavelength SAR satellites, Therefore, a correction method for this is indispensably required. Accordingly, the method and apparatus for correcting ion distortion based on the multi-interference technique proposed by the present invention can increase the accuracy of the satellite radar interference degree and thus can be widely used.

본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The ion distortion correction method based on the multi-interference technique according to an exemplary embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. They should not be understood individually.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치
110: 위성레이더 간섭도 제작부 120: MAI 간섭도 제작부
130: 비행방향 위상차 계산부 140: 필터링된 MAI 간섭도 획득부
150: 모델 생성부 160: 적분된 MAI 간섭도 획득부
170: 보정된 위성레이더 간섭도 획득부
100: Ion distortion correction device based on multi-interference technique
110: satellite radar interference diagram production part 120: MAI interference diagram production part
130: flight direction phase difference calculation unit 140: filtered MAI interference degree acquisition unit
150: model generation unit 160: integrated MAI interference degree acquisition unit
170: corrected satellite radar interference degree obtaining section

Claims (21)

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 비행방향 위상차 계산부;
상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 필터링된 MAI 간섭도 획득부;
상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성하는 모델 생성부;
상기 생성된 모델을 기반으로, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 적분된 MAI 간섭도 획득부; 및
상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거하여 보정된 위성레이더 간섭도를 획득하는 보정 위성레이더 간섭도 획득부;
를 포함하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
A flight direction phase difference calculation unit for calculating a differential value with respect to a flight direction from a satellite radar interference figure produced using a SAR (Synthetic Aperture Radar) image;
A filtered MAI interference level acquisition unit for obtaining a filtered MAI interference level using a multiple aperture interferometry (MAI) interference degree produced using the satellite radar interference level;
A model generating unit for generating a model including an ion distortion phase and an orbital distortion phase based on the differential value for the flight direction and the filtered MAI interference level;
An integrated MAI interference level acquisition unit for integrating the filtered MAI interference level based on the generated model to obtain an integrated MAI interference level; And
A corrected satellite radar interference level acquiring unit for deriving the corrected satellite radar interference level by removing the integrated MAI interference level in the satellite radar interference level;
And an ion distortion correction unit based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 적분된 MAI 간섭도 획득부는
상기 적분된 MAI 간섭도에 포함된 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 고려하여 추정하며, 상기 적분상수를 통하여 상기 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인한 방위 방향의 적분 오차를 감소시키고, 상기 위성레이더 간섭도의 궤도 왜곡 위상을 제거하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The integrated MAI interference degree obtaining unit
Estimating an integration constant included in the integrated MAI interference degree in consideration of an azimuth direction and a range direction based on a multiple regression equation and estimating an integration constant based on a noise of the filtered MAI interference degree through the integration constant; Reducing the integration error in the azimuth direction and removing the orbital distortion phase of the satellite radar interference degree
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 적분된 MAI 간섭도 획득부는
상기 적분된 MAI 간섭도를 통해 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 이온 왜곡 위상의 값과 궤도 왜곡 위상의 값을 계산하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The integrated MAI interference degree obtaining unit
Calculating a value of an ion distortion phase and an orbital distortion phase included in the satellite radar interference degree through the integrated MAI interference diagram
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 모델 생성부는
2차 다항식 모델을 이용하여 상기 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 상기 모델을 생성하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The model generation unit
Generating the model including the ionic distortion phase and the orbital distortion phase using a quadratic polynomial model
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 모델 생성부는
상기 이온왜곡 위상 및 상기 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 상기 위성레이더 간섭도와 상기 필터링된 MAI 간섭도 각각에 대하여 생성하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The model generation unit
Generating a model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase for each of the satellite radar interference and the filtered MAI interference,
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 비행방향 위상차 계산부는
상기 SAR 영상에서 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 이용하여 상기 비행방향에 따른 상기 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The flight direction phase difference calculation unit
Calculating a phase difference of the satellite radar interference degree along the flight direction using an azimuth direction and a range direction in the SAR image
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는
상기 위성레이더 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상과 대기 왜곡 위상, 및 상기 MAI 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상을 마스킹(masking)하여 제거하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The filtered MAI interference degree obtaining unit
Masking and removing the surface displacement distortion phase and the atmospheric distortion phase included in the satellite radar interference diagram and the surface displacement distortion phase included in the MAI interference diagram
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는
상기 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 또는 국지적으로 변위가 큰 지역을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The filtered MAI interference degree obtaining unit
Masking a region having a low coherence or a region having a large displacement locally in the MAI interference degree to obtain the filtered MAI interference degree by applying a directional filter
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제1항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는
상기 위성레이더 간섭도의 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 이용하여 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
The method according to claim 1,
The filtered MAI interference degree obtaining unit
Using the MAI interference degree produced by using the phase difference between the front observation radar interference and the rear observation radar interference of the satellite radar interference degree
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
제9항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도 획득부는
SAR 센서가 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 제작된 전방관측 레이더 간섭도와 상기 SAR 센서가 상기 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 상기 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 제작된 후방관측 레이더 간섭도를 기반으로 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 장치.
10. The method of claim 9,
The filtered MAI interference degree obtaining unit
A forward observation SAR image is produced by compressing only the number of times observed from the front of the center of the beam among the number of times the SAR sensor has photographed the first target and a forward observation SAR image is generated by observing the forward observation SAR image twice, Wherein the backward SAR image is generated by compressing only the number of times of interference and the number of times the SAR sensor has photographed the first target from the rear of the center of the beam to produce a rearward SAR image, Using the MAI interference figure produced based on the produced rear observation radar interference figure
Wherein the ion distortion correction device is based on a multi-interference technique.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 이용하여 제작된 위성레이더 간섭도로부터 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 단계;
상기 위성레이더 간섭도를 이용하여 제작된 MAI(multiple aperture interferometry) 간섭도를 이용하여 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계;
상기 비행방향에 대한 미분값과 상기 필터링된 MAI 간섭도를 기반으로, 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 생성하는 단계;
상기 생성된 모델을 기반으로, 상기 필터링된 MAI 간섭도를 적분하여 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계; 및
상기 위성레이더 간섭도에서 상기 적분된 MAI 간섭도를 제거하여 보정된 위성레이더 간섭도를 획득하는 단계;
를 포함하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
Calculating differential values for the flight direction from the satellite radar interference map produced using a SAR (Synthetic Aperture Radar) image;
Obtaining a filtered MAI interference level using a multiple aperture interferometry (MAI) interference degree produced using the satellite radar interference degree;
Generating a model including an ion distortion phase and an orbital distortion phase based on the differential value for the flight direction and the filtered MAI interference level;
Acquiring an integrated MAI interference level by integrating the filtered MAI interference level based on the generated model; And
Obtaining the corrected satellite radar interference figure by removing the integrated MAI interference map in the satellite radar interference map;
A method of ion distortion correction based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
상기 적분된 MAI 간섭도에 포함된 적분상수를 다중회귀방정식을 기반으로 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 고려하여 추정하는 단계;
를 포함하고,
상기 적분상수를 통하여 상기 필터링된 MAI 간섭도의 잡음으로 인한 방위 방향의 적분 오차를 감소시키고, 상기 위성레이더 간섭도의 궤도 왜곡 위상을 제거하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of obtaining the integrated MAI interference figure
Estimating an integral constant included in the integrated MAI interference degree in consideration of an azimuth direction and a range direction based on a multiple regression equation;
Lt; / RTI >
Reducing the integration error in the azimuth direction due to the noise of the filtered MAI interference degree through the integration constant and removing the orbital distortion phase of the satellite radar interference degree
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 적분된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
상기 적분된 MAI 간섭도를 통해 상기 위성레이더 간섭도에 포함된 이온 왜곡 위상의 값과 궤도 왜곡 위상의 값을 계산하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of obtaining the integrated MAI interference figure
Calculating a value of an ion distortion phase and an orbital distortion phase included in the satellite radar interference degree through the integrated MAI interference diagram
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 모델을 생성하는 단계는
2차 다항식 모델을 이용하여 상기 이온왜곡 위상 및 궤도 왜곡 위상을 포함하는 상기 모델을 생성하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of generating the model
Generating the model including the ionic distortion phase and the orbital distortion phase using a quadratic polynomial model
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 모델을 생성하는 단계는
상기 이온왜곡 위상 및 상기 궤도 왜곡 위상을 포함하는 모델을 상기 위성레이더 간섭도와 상기 필터링된 MAI 간섭도 각각에 대하여 생성하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of generating the model
Generating a model including the ion distortion phase and the orbital distortion phase for each of the satellite radar interference and the filtered MAI interference,
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 비행방향에 대한 미분값을 계산하는 단계는
상기 SAR 영상에서 방위(azimuth) 방향과 거리(range) 방향을 이용하여 상기 비행방향에 따른 상기 위성레이더 간섭도의 위상 차이를 계산하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of calculating a derivative value for the flight direction
Calculating a phase difference of the satellite radar interference degree along the flight direction using an azimuth direction and a range direction in the SAR image
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
상기 위성레이더 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상과 대기 왜곡 위상, 및 상기 MAI 간섭도에 포함된 지표변위 왜곡 위상을 마스킹(masking)하여 제거하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of obtaining the filtered MAI interference figure
Masking and removing the surface displacement distortion phase and the atmospheric distortion phase included in the satellite radar interference diagram and the surface displacement distortion phase included in the MAI interference diagram
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
상기 MAI 간섭도에서 긴밀도(coherence)가 낮은 지역 또는 국지적으로 변위가 큰 지역을 마스킹(masking)한 후 방향 필터(directional filter)를 적용함으로써 상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of obtaining the filtered MAI interference figure
Masking a region having a low coherence or a region having a large displacement locally in the MAI interference degree to obtain the filtered MAI interference degree by applying a directional filter
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제11항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
상기 위성레이더 간섭도의 전방관측 레이더 간섭도와 후방관측 레이더 간섭도의 위상차를 이용하여 제작된 상기 MAI 간섭도를 이용하는 것
을 특징으로 하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of obtaining the filtered MAI interference figure
Using the MAI interference degree produced by using the phase difference between the front observation radar interference and the rear observation radar interference of the satellite radar interference degree
Wherein the ionic distortion correction method is based on a multi-interference technique.
제19항에 있어서,
상기 필터링된 MAI 간섭도를 획득하는 단계는
SAR 센서가 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 빔의 중심의 전방에서 관측된 횟수만을 압축하여 전방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 전방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 전방관측 레이더 간섭도를 제작하는 단계;
상기 SAR 센서가 상기 제1 목표물을 촬영한 횟수 중 상기 빔의 중심의 후방에서 관측된 횟수만을 압축하여 후방관측 SAR 영상을 제작하고, 상기 후방관측 SAR 영상을 두 번 관측하여 계산된 위상차로부터 후방관측 레이더 간섭도를 제작하는 단계; 및
상기 전방관측 레이더 간섭도와 상기 후방관측 레이더 간섭도를 이용하여 상기 MAI 간섭도를 제작하는 단계;
를 포함하는 멀티간섭기법 기반의 이온왜곡 보정 방법.
20. The method of claim 19,
The step of obtaining the filtered MAI interference figure
A forward observation SAR image is produced by compressing only the number of times observed from the front of the center of the beam among the number of times the SAR sensor has photographed the first target and a front observation SAR image is generated from the front observation SAR image, ;
A rear observation SAR image is generated by compressing only the number of times that the SAR sensor has photographed the first target from the rear of the center of the beam, and the backward observation SAR image is observed twice from the calculated front- Producing a radar interference figure; And
Producing the MAI interference figure using the front observation radar interference and the rear observation radar interference;
A method of ion distortion correction based on a multi-interference technique.
제11항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for executing the method according to any one of claims 11 to 20.
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