时序干涉测量中大气垂直分层延迟校正研究
2014-02-13顾兆芹宫辉力张有全杜钊锋刘欢欢卢学辉
顾兆芹 宫辉力 张有全 杜钊锋 刘欢欢 王 洒 卢学辉
1)首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京 100048
2)中国科学院成都山地灾害与环境研究所,成都610041
合成孔径雷达干涉测量中的大气延迟误差主要由电离层离散效应和对流层折射效应引起[1-2]。电离层引起的相位延迟在高纬度地区或长波长(L 波段)图像[3-4]中比较明显,而当图像尺度>100 km[1-2]时,亦不容忽视;对流层引起的相位延迟在几km 至几十km 的图像中显著[1]。
在量化和缓解大气垂直分层延迟方面,国内外学者开展了大量工作:一类是基于各误差组分信号的时空分布及变化特征进行评估,主要是基于相位延迟模式的统计特性[6],构建协方差矩阵,用以从干涉相位中分离随机噪声信号。此外,由于大气延迟信号在时间尺度上不相关[7],采用相位累积方法[8]、时域低通滤波方法或永久散射体技术(PS-In-SAR)和小基线技术(SB-InSAR)所采用的时间-空间滤波方法[9-11]都可有效地抑制形变相位的噪声。这3 种方法适用于地表形变速率变化相对平缓的地区,但应用受SAR 数据采样密度及大气垂直延迟的影响。其他方法包括直接分析InSAR 干涉相位与高程关系,评估大气垂直分层延迟[12];或者借助外部数据,例如气象监测站数据,利用大气折射计算公式[2]评估大气垂直分层延迟组分,并进行空间插值[13],但易受近地表强边界效应尤其是湿度的影响。MODIS[14]、MERIS[15-17]或者高密度的GPS 网数据[18-19]已经成功应用于地表到卫星的水汽制图,可获取非均质各向异性的水汽变化特性,但这些外部数据的主要限制因素是:GPS 监测站空间分布密度低,SAR 影像与MODIS 数据获取时间不同步,MODIS 和MERIS 易受数据校正、云层的影响。……
