InSAR地理编码处理中高程估算算法的研究

InSAR具有全天时、全天候对地观测等特点,现已成为空间对地观测技术的研究热点,如何从解缠后的相位通过高程估算来重建DEM的问题也变得也越来越重要了,本文着重介绍了三种高程计算的方法,并通过实际数据对它们进行比较分析,解决了高程估算方法的选择问题。     

星载寄生式InSAR系统频率同步误差分析

频率同步是星载寄生式InSAR系统的关键问题之一。根据频率源的工作特性,建立了一种新的频率源误差模型,并在该模型的基础上详细分析了频率同步误差对双站SAR成像及分布式InSAR高程测量的影响。建立了频率同步误差到干涉相位误差的传递模型,指出了星载分布式InSAR系统对频率源准确度及稳定性的要求,仿真验证了理论分析的正确性,分析结果对星载分布式InSAR系统的设计具有重要意义。     

金沙江结合带高位远程滑坡失稳机理及减灾对策研究——以金沙江色拉滑坡为例

金沙江结合带是一条以强烈挤压为主的活动性断裂带,带内经强烈侵蚀切割形成褶皱高山与深切河谷地貌,岩体结构复杂破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。以金沙江色拉滑坡为例,采用现场调查测绘、多期遥感数据分析、InSAR动态观测、物探、地表位移监测等手段,详细分析了色拉滑坡的基本特征、变形过程、形成机理及发展趋势,并结合金沙江水电开发及特殊地质条件探讨了高位堵江滑坡早期识别与灾害风险管理问题。形成认识如下:色拉滑坡前后缘高差693 m,体积约6520×104 m3,属于典型特大高位滑坡。可分为后部下错变形区(Ⅰ)、中部拉裂变形区(Ⅱ)和前部应力集中区(Ⅲ)3个变形区。受地质构造、地层岩性、降雨与河流冲刷侵蚀等作用影响,失稳模式为多级渐进式破坏,未来滑坡前部发生破坏失稳的可能性较大。采用空天地一体化等先进技术手段,可及时识别高位滑坡变形区域与变形量等信息,为此类流域性灾害链防灾减灾提供科学依据。     

探讨InSAR技术在城市建筑物沉降监测中的精度

针对InSAR在城市建筑物沉降监测中的精度评估需求,以天津市市内六区同步采集的SAR数据、水准数据为例进行两者的差异性分析,提出采用距离加权法、沉降量指标来实现两者的时空一致性。在此基础上参考建筑物沉降监测的规范,以渤海大楼为例来对比分析InSAR测量、水准测量的沉降量值,提出了InSAR技术可达到建筑物三级测量精度指标。     

一种新的InSAR合成相位展开算法

提出一种新的InSAR二维相位展开方法。该合成算法充分利用了枝切法和有限元方法的优点。方法的核心是确定相位可靠区域与不可靠区域,有效避免了相位误差从不可靠区域向可靠区域的传递,保证了可靠区域相位展开结果的精度,较大程度上提高了整体的相位展开结果精度。仿真数据实验结果验证了这种合成算法的有效性。     

星载寄生式SAR系统干涉性能与空间分辨能力分析

以星载寄生式SAR系统成像信号模型为基础,详细分析了这一新系统的干涉性能和空间分辨能力,给出了 各自的限制条件。分析了两者限制的本质一致性,并统一以基线形式表示出来,同时提出了距离向有效基线和方位向有效 基线的新概念。最后以Cartwheel编队构形进行了实例分析,特别指出了基线耦合、多基线对性能的影响。     

多时相SAR振幅信息的大量级沉陷区识别研究

针对传统雷达差分干涉测量技术(DInSAR)无法利用相位信息识别矿区大量级沉降区域地表活动信息的问题,本文采用时序振幅分析方法,对16景Sentinel-1A的振幅数据进行多时相处理,提取了2017年5月13日至2018年2月25日开采沉陷区地表后向散射系数。通过建立研究区后向散射系数分析模型,分析了开采活动过程中地表后向散射系数时序变化特征,发现地表后向散射系数由工作面外边缘至工作面中心逐渐增大,在工作面中心区域变化剧烈;通过对比分析工作面走向和倾向地表特征观测点的沉降速率与后向散射系数的关系,发现两者在开采沉陷过程中平均相关系数r大于0.8,具有较强的相关性。实验结果表明,利用沉陷区地表后向散射系数能较好地分析地表动态沉降速率规律,是识别大量级沉降区域地表活动剧烈程度的指标,为矿区地表变形提供了新的分析手段,具有良好的应用前景。     

基于多基线InSAR的叠掩区域高程重建方法

叠掩是SAR成像中特有的一种几何失真现象,采用常规成像算法对其处理后会产生错误的高程。对于起伏较大的山区或者城区,叠掩区域广泛存在,如何正确将叠掩区域的高程信息恢复出来,已成为亟待解决的问题。根据多基线InSAR复图像相干系数的特点,建立了叠掩区域复信号的数学模型,将不同目标点各自对回波的贡献分离开来,由此给出了恢复叠掩区域目标点高程信息的方法。仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。     

星载SAR干涉测量生成DEM的两个关键技术的研究

以欧空局重复轨道的ERS-1/2数据为例,论述了星载SAR干涉测量生成DEM过程中的关键技术及其实现.讨论了InSAR生成DEM的一般过程,其中的复型数据的高精度配准与相位解缠是生成DEM所必须解决的两个关键.重点论述了达到子像元精度整体匹配技术的复图像高精度配准方法,各种相位解缠方法及其优缺点.通过生成一幅德国波恩地区的DEM,阐述了相应软件的研制及实验结果.     

机载视频合成孔径雷达成像技术研究

机载视频合成孔径雷达(ViSAR)工作在太赫兹波段,具有5 Hz以上的无孔径交叠成像帧率。其采用一发四收系统架构,具备合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测高等功能,兼具光学传感器成像速度快以及微波雷达环境与气候适应性好等优势。论文介绍了机载视频合成孔径雷达研究进展,实验表明,其成像分辨率优于0.2 m,合成孔径时间可缩短至0.2 s。利用阴影信息可以对运动目标(如卡车等)进行检测,结合传统的GMTI与InSAR技术,实现对复杂运动目标的成像、跟踪和定位。