双轨法D-InSAR数据处理中的误差分析.docVIP

双轨法D-InSAR形变测量的误差分析 米守全 （1．大学 学院，The error analysis of D-InSAR of two-track approach deformation measurement MI Shou-quan （1. College, Geological Engineering and Institute of Surveying and Mapping, xian , 710061,China) Abstract：Based on the basic principles of InSAR and two-tract approach of D-InSAR, the quantitative relations of the effect of baseline error,the satellite platform hight error,phase error,external DEM error an atmospheric delay error to deformation measurement of two-tract approach are derived and analyzed,then the general laws of the effect of these errors to deformation measurement of two-tract approach are shown. Keywords：InSAR；D-InSAR of two-tract approach； deformation measurement；error analysis 以InSAR和双轨法D-InSAR基本原理为基础，推导出基线误差、卫星平台高程误差、相位测量误差、外部DEM误差以及大气延迟误差对双轨法D-InSAR形变测量影响关系式，并对这些关系式进行分析，揭示了这些误差对双轨法D-InSAR形变测量影响规律。 D-InSAR；形变测量；误差分析 引言 遥感技术由于其现势性强、覆盖面积广、重复观测周期短等特点,己经被广泛的应用在各个领域。按照采用探测波长的不同,可以将遥感分为光学遥感、热红外遥感、微波遥感等。其中,雷达技术由于可以全天候、全天时,并且它是一种主动遥感。尤其InSAR技术在变形监测领域的具有的巨大技术优势。自从世纪年代末,首次应用雷达干涉测量技术对火星和月球的表面进行了观测以来,由于InSAR技术在大面积快速监测地面变形具有巨大的优势,InSAR技术获得了非常巨大的发展。虽然我国起步较晚,但是也获得了突飞猛进的进步。现在合成孔径雷达已经在地质、测绘、环境、海洋、气象和军事等领域得以普遍的应用。InSAR技术主要是利用卫星或者飞机等平台上安装的雷达天线发射的雷达信号,根据两幅雷达影像上来自同一位置的雷达回波信号,再参考传感器的高度、雷达波长、视向和天线基线等参数,精确确定出地面上每点的三维位置。后来,人们为了充分利用雷达的相位信息,快速监测出地面变形,提出了D-InSAR一的概念。D-InSAR一技术是在InSAR技术基础上,通过一定的方式,获取地表形变前后雷达干涉图之间的相位差,从而提取出地表目标的形变信息。差分干涉技术（D-InSAR）是合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）的拓展，利用地表形变前后的两幅SAR影像进行干涉处理，在所获取的相位图中含有地形信息和形变信息，采用某种方法去除地形信息就可以获取形变信息。根据地形信息去除方法的不同，D-InSAR技术可以分为双轨法、三轨法和四轨法[1-2]。同传统测量方法相比，D-InSAR技术具有高空间分辨率、低成本、全天候的优势[3]从而引起了学者们的高度关注。双轨法D-InSAR是D-InSAR技术中的重要方法之一，它需要外部数字高程模型（DEM）去除地形信息从而获知形变信息。双轨法D-InSAR监测地表形变的过程精密而且繁琐，受到雷达参数、平台姿态、基线、干涉相位和DEM、大气延迟等多种因素的影响。地表形变监测需要高精度，尤其在对矿区和城市监测更加突出，然而在数据获取和处理中由于人为或非人为的因素引入一定的误差。对双轨法D-InSAR形变测量来说，基线误差、相位测量误差、卫星平台高程误差、外部DEM误差是主要的误差来源，对其监测结果影响较大[4]。由于双轨法D-InSAR技术对视线向形变灵敏，绝对形变量确定存在困难[5]，所以本文误差分析只考虑这些误差因素对视线向形变量的影响。InSAR是由合成孔径雷达(SAR)发展而来。合成孔径雷达的成像方法是一种相干的主动微波成像。根据SAR干涉模式的不同,可以将SAR干涉测量分为三种类型SAR交轨干涉测量(XTI)、顺轨干涉测量(ATI)、重复轨道干