基于差分干涉SAR的煤田火区地表形变监测

煤田火区地表形态变化是煤火监测和分析的可用指标之一。由于矿区地表严重的去相干噪声,使得星载合成孔径雷达干涉测量技术应用于煤田火区地表形变检测比较困难。结合煤田火区地表形变特点,利用L波段的ALOS PALSAR数据进行差分干涉处理,利用干涉条纹频率精确估计基线,并用自适应滤波方法降低去相干噪声的影响。在去除平地相位和参考地形相位后,获取煤田火区的地表形变。研究表明:地表形变与煤火燃烧具有一定的相关关系,通过地表形变分析有助于对地下煤火燃烧情况的判断;利用差分干涉SAR技术检测煤田火区地表形变,进而对煤火进行监测和分析是可行的。

机载差分干涉SAR的误差分析

该文就机载差分干涉中影响精度的几个重要因素进行了详细的分析,为开展机载差分干涉应用提供理论基础。首先考虑机载差分干涉算法流程中引入的误差,指出必须利用外部DEM(Digital Elevation Model)计算本地视角才能实现高精度的形变反演。随后,重点讨论了影响差分干涉SAR(Synthetic Aperture Radar)的几个重要影响因素:系统参数误差、相干性和大气效应。系统参数中基线和基线角的误差对差分干涉的精度影响最大,由此对机载残余运动的补偿提出了很高的要求。相干性分析又对机载差分干涉中形变像对的基线长度提出了严格的限制条件。和星载SAR一样,机载SAR同样受到大气的影响。通过计算这些因素的对机载差分干涉精度的影响,给出了机载差分干涉精度的表达式。

L波段差分干涉SAR卫星在轨应用关键参数测试分析

经过一年多的在轨测试,我国第一组民用差分干涉SAR卫星,L波段差分干涉SAR(也称“陆探一号”)经过了各系统联合调整,已经具备了较好的在轨运行条件。本文对部分在轨应用关键参数进行了测试分析。测试结果表明,卫星的长期平面定位精度优于3.9 m。河南省及江苏省的检校和验证数据表明,检校前、检校后以及平差后的DSM中误差分别优于13.2、6.3、2.9 m。卫星具有3种形变产品,即差分干涉技术获取的形变场、不计高程改正误差参数估计的初级多时相回归堆叠技术获取的低精度形变速率场,以及顾及高程改正误差参数估计的精细多时相回归技术获取的高精度形变速率场与形变累计序列。山西省大同市的形变场产品与同期水准对比表明,三者的中误差分别优于2.7 mm、8.6 mm/a、3.7 mm。同时本文进行了严格回归轨道控制半径的测试,测试结果表明,90%的值小于323 m。本文同时进行了相干性的评估,在不考虑时间相干性的前提下,整体相干性优于0.7。在轨测试结果表明,陆探一号卫星已经具备了较好的运行条件,可提供给各用户开展广泛应用。

L波段差分干涉SAR卫星严格回归轨道优化设计方法

相比于传统SAR卫星应用方向,我国第一代L波段差分干涉SAR卫星主要用于实现全球精准地表形变测量。为了达到重轨差分干涉优于5 cm的形变测量指标,首先需要解决卫星空间基准轨道高精度回归的工程难题。对此,本文提出一种严格回归轨道优化设计方法,通过地球重力场阶数需求分析建立卫星高阶动力学模型,将J4摄动下修正的太阳同步回归轨道参数作为优化算法初值,以卫星WGS-84坐标系位置、速度回归精度满足收敛阈值为目标,利用启发式多目标进化算法开展轨道参数寻优。仿真试验表明,寻优结果回归精度可达厘米级,优于既定工程指标,并且本文方法有效性和正确性已经过L波段差分干涉SAR卫星在轨验证。

雷达差分干涉测量

合成孔径雷达 (SAR)差分干涉测量 (D -InSAR)是利用SAR图像的相位信息提取地表沿雷达视线向的形变信息的一种有效手段。该文阐述D -InSAR的基本原理 ,分析该技术在地震监测、火山研究和细微的地表形变监测等方面的应用研究 ,并分析未来D -InSAR的应用前景。

聚类分析用于序列SAR干涉像对选取

该文分析了干涉像对选取过程,提出一种利用聚类分析进行序列SAR干涉像对选取的方法.选择合适的去相干因素构建特征空间,将序列SAR影像所有干涉组合的去相干因素映射到该特征空间,从而将干涉像对选取问题转换为特征空间的聚类分析.根据干涉像对选取原则设计合适的聚类方法对去相干因素进行聚类,聚类结果对应于符合要求的干涉像对,实现序列SAR干涉像对的选取.实验结果表明该方法简单有效.

民用InSAR地形测绘卫星工程关键技术

InSAR地形测绘是SAR卫星最为典型的应用任务之一。SRTM与TanDEM-X卫星分别开创了10m精度以及4 m精度的全球DSM先河。L波段差分干涉SAR(L-Band Differential Interferometric SAR,L-SAR)卫星是我国第一组L波段干涉SAR编队卫星系统,卫星可完成1∶5万比例尺地形图测绘任务。随着L-SAR卫星的示范效应逐步扩展,国产小卫星也逐步跟进,以高景二号和宏图一号代表的小卫星开启了小卫星测绘先河。本文从卫星工程的角度,阐述了SRTM、TanDEM-X以及L-SAR卫星的关键技术,较为全面地介绍了当前SAR卫星的发展状况,有助于理解卫星工程的层次性特点,并讨论SAR卫星的未来趋势,为面向行业应用的卫星研制提供参考。

基于DInSAR技术获取形变位移三分量的新方法

提出从三个不同视线向的SAR差分干涉图中提取地表形变位移三分量的新方法。为了检验该方法的可行性,选取三组不同卫星轨道数据模拟了两种理想地表形变模型的差分干涉图,并采用最小二乘法解缠差分相位场,从解缠干涉图中获得视线向形变位移量,然后利用矢量分解方法将视线向形变位移量解算成形变位移三分量,最后对形变位移三分量的反演结果进行了误差分析。误差均不超过15%,证实了该方法的可行性。

基于D—InSAR的1993—1995年苏州市地面沉降监测

本文利用欧洲空间局ERS-1/2 SAR数据，通过SAR差分干涉测量（D-InSAR)处理得到1993-1995年苏州市地面沉降场测量值。地面水准则测量数据的验证分析表明，差分干涉测量值与水准则值量值的相关度达0.943，标准误差均值为0.1706。雷达差分干涉测量精度可达5mm（以水准则量代表地面形变的真实情况）。研究结果表明，D-InSAR技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特片研究具有很大的优势，同时可用于其它类型城市地质灾害的监测。

新疆于田Mw7.2地震3D同震形变场解算与分析

基于OKADA弹性半空间模型和差分干涉测量获取的升、降轨两种不同视角的同震形变场,分析了于田地震三维同震形变场特征。结果表明:在垂直方向上,断层西盘沉降,最大沉降形变量达-109.7 cm,东盘隆升,最大隆升形变量为19.2 cm;在东西方向上,断层西盘以朝西运动为主,最大形变量达-51.4 cm,东盘朝东运动,最大形变量达98.5 cm;在南北方向上,断裂西盘以朝南运动为主,最大形变量达-66.5 cm,断裂东盘朝北运动,最大形变量为25.8 cm;合成后的水平向形变表明,断层具有西盘朝南走滑、东盘朝北走滑的形变特征,揭示出于田地震断层为正断兼左旋走滑的破裂机制。