[發明專利]基于優化干涉圖集的時序InSAR湍流大氣延遲校正方法

有效

• 申請號: 202110012357.1
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112816983B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 段夢;李志偉;許兵
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明提供了基于優化干涉圖集的時序InSAR湍流大氣延遲校正方法，包括以下步驟：步驟1：優化選擇獲取Msubgt;1/subgt;幅高質量的干涉對；步驟2：進一步優化選擇獲取短時間基線的Msubgt;2/subgt;幅高質量的干涉對；步驟3：利用Msubgt;2/subgt;幅高質量的干涉對獲取N景SAR影像的相對湍流大氣；步驟4：結合獲取的N景SAR影像的相對湍流大氣和選擇的Msubgt;1/subgt;幅高質量干涉圖對應的構網方式獲取Msubgt;1/subgt;幅高質量的干涉圖對應的差分湍流大氣，從而完成時序InSAR湍流大氣延遲相位的校正；為了充分利用干涉圖中湍流大氣相位的物理特性發掘一種方便獲取的、不受外部條件限制的、通用的時序InSAR湍流大氣校正方法，提高時序InSAR技術的形變監測精度。

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達干涉測量技術在時序上的應用領域，特別涉及基于優化干涉?圖集的時序InSAR湍流大氣延遲校正方法。

背景技術

自上個世紀七十年代提出的合成孔徑雷達干涉測量(Interferometricsynthetic?aperture?radar，簡稱為InSAR)技術被認為是一種新型的、現代化的、極具潛力的空間大地測量技?術和微波遙感技術。相比于傳統的大地測量手段(比如水準測量或者GPS監測)，InSAR?技術具有全天時、全天候、大面積以及高空間分辨率的本質優點，從而被廣泛地應用于各?類地殼運動(火山、地震、山體滑坡)和人類活動(地下水、石油、礦、天然氣等的開采?以及各類人工建筑物)引起的地表形變中。為了盡可能克服InSAR干涉對中的各類噪聲的影響同時提供長時間序列上的地表形變，各類不同的時序InSAR處理技術被不斷提出。隨?著InSAR技術的不斷完善、SAR衛星影像的不斷豐富以及免費公開獲取的途徑越來越豐富，?InSAR技術逐漸獲得了越來越多人的認可且在全球范圍內的地質災害防治、監測以及應急?處理中發揮越來越大的作用。

干涉圖中的大氣延遲相位最早被Massonnet在1993年利用DInSAR技術研究美國加利?福利亞Landers地震引起的地表形變時被發現。隨后，Goldstein等第一次對重復軌道InSAR?技術中的大氣延遲相位進行了定量的研究，發現單程的大氣路徑延遲達到28mm。1966年，?Rosen在研究美國夏威夷地區的地表形變的實驗中發現干涉圖中的大氣路徑延遲達到12cm。?后來，Zebker等研究發現干涉圖中的大氣濕度20％的相對變化即可造成10～14cm的地表?形變誤差或者80～290米的高程誤差。時序InSAR干涉對中的大氣噪聲相位，特別是湍流?大氣噪聲相位是目前制約時序InSAR監測精度的主要因素之一。由于湍流大氣在時空上具有高度的變化性，所以湍流大氣引起的延遲相位難以通過確定的函數模型進行描述。伴隨?著時序InSAR技術的廣泛應用，越來越多的學者針對時序InSAR技術中的大氣校正進行了?大量的研究，大致分為兩大類----依靠干涉對自身的方法和依靠外部數據的方法：

依靠外部數據的方法主要是指利用外部的各種氣象數據或者大氣水汽濕延遲產品以及?數值氣象模型等來校正干涉圖中的大氣延遲相位，具體地為：

(1)外部氣象數據

外部氣象數據是指利用外部氣象手段獲取的實驗區域的溫度、壓強以及相對的濕度數?據，然后通過氣象模型(如：Saastamoinen模型)來計算對應區域的大氣延遲相位。最后?通過插值的方法，將計算的大氣延遲相位插值到與InSAR干涉對相同的空間分辨率，從而?可以直接從干涉圖中去掉這部分大氣延遲達到InSAR干涉圖大氣校正的目的。然而，外部氣象數據的空間分辨率普遍遠低于SAR影像的空間分辨率，這將造成估計的干涉圖中的大?氣延遲相位與真實值存在一定偏差。

(2)大氣水汽濕延遲數據