差分雷达进干涉测量原理及其测地应用综述

雷害干涉（Radar Interferometry）测量技术是一种新的空间对地观测技术。它将复型雷达数据中的雷达相位信息提取出来进行干涉处理，获得地球表面三维信息，可用于获取高精度的数字高程模型（DEM）。特别是应用其差分技术，可对地表进行变形监测，精度可以达到毫米级。目前合成孔径雷达干涉测量技术及其差分技术已经成为地学界研究的热点，其应用领域也正在迅速扩大。本文详细阐述和分析了关分雷达干涉测量的基本原理和发展概况，并列出了差分雷达干涉在测地方面的应用。最后结合当前合成孔径雷达干涉测量技术发展现状分析了其应用前景。     

CE-5器间分离的同波束干涉测量的准实时监测法

“嫦娥5号”探测器的组成包括轨道器、返回器、着陆器和上升器。在环月阶段，两个组合体（轨道器/返回器组合体和着陆器/上升器组合体）之间的分离实时监测，是飞行控制的关键检测段。本文提出利用甚长基线干涉测量（VLBI）测轨技术实现绕月探测器器间分离实时监测。特别是在器间分离前后，本文方法能够利用探测器器间两路下行信号进行同波束干涉测量（SBI），差分时延测量能够提高器间相对距离的解算精度。单基线试验分析表明，本文方法基于实测数据的“嫦娥3号”着陆器两天线的相对距离解算精度优于0.3 m，平均相对距离误差约为0.15 m，基于“嫦娥5号”仿真数据的双阈值判定对器间分离监测的响应时延优于30 s。     

同波束VLBI测量下的天问一号火星车定位及精度分析

针对中国天问一号火星探测任务中的火星车定位问题,进行了相关方法的研究和精度分析。根据现有测控条件,考虑到火星车无地面测距数据,提出了利用轨道器和火星车的同波束甚长基线干涉测量（same-beam very long baseline interferometry,SBI）数据对火星车进行定位的方法。由于利用SBI联合轨道器测距数据无法在定轨定位的同时解算差分相时延模糊度,分析了在固定轨道器的轨道情况下,仅利用SBI数据进行火星车定位。结果表明,火星车定位误差随着轨道器的轨道精度提高而减小,如果轨道器的轨道精度从1 km提升到100 m或10 m,6 h SBI数据可以将火星车定位精度提高到数百米,同时,增加数据弧段可进一步提高定位精度,当对着陆器高程方向进行约束时,定位精度会有明显改善。     

基于SBAS-InSAR的矿区地表沉降监测与分析

针对雷达差分干涉测量技术（differential interferometry synthetic aperture radar,DInSAR）易受时空失相关、大气相位延迟等因素的影响,采用小基线集技术（small baseline subset,SBAS）对13景TerraSAR-X数据进行时序处理,估算并去除了残余数字高程模型误差、大气延迟误差和轨道误差,分析了研究区域2012-2013年沉降速率,发现2310和1301两工作面最大下沉速率分别为40 mm/a和50 mm/a;分析时序累计沉降值发现,2306、2308、2310这3个工作面在2012年11月15日之前地面沉降并不明显;在2310和1301工作面分别提取3个失相干现象表现较为缓慢的候选点进行时序分析,发现沉降值和时间成线性变化关系,且开采时间越早,其沉降特性越符合线性变化;将SBAS和DInSAR两种方法获得的累计沉降值进行差值分析,发现两种方法的差值在5 mm以内;在2310工作面走向方向和倾向方向选取若干观测点,并提取各观测点的时序沉降值对工作面时序沉降进行量化分析,实验表明SBAS-InSAR技术在矿区地表沉降监测与分析方面具有良好的应用前景。     

差分干涉测量（D—InSAR）技术在矿区地面沉降监测中的应用

收集了2008年12月至2009年7月的6景覆盖济宁某矿区ENVISATASAR数据,利用差分干涉测量技术进行矿区地面沉降监测应用研究。通过“双轨法”和“三轨法”,进行差分干涉处理,提取了差分干涉图、增强干涉图、相干图和地面形变图。并且对测量处理结果进行了分析和讨论,从而验证了差分干涉测量技术在矿区地面沉降监测中应用的可行性。     

基于D-InSAR技术的北京城区地面沉降监测

差分雷达干涉测量(D-InSAR)技术对于城市地面沉降的监测具有精度高、连续监测、成本低等特点。本文以北京市区为例,利用获取的2010-2012年间15景TerraSAR-X影像进行了二轨差分干涉测量,获取了北京市区的地表形变图,研究发现了此期间北京市地面沉降较为明显的两个沉降中心,进而分析了地面沉降发展的趋势及其形成机理。试验表明D-InSAR技术在城市地区的地面不均匀沉降方面具有明显优势。     

重复轨道差分干涉测量参数模型的建立

以高斯-马尔柯夫模型的随机模型为基本框架,在差分干涉数学模型的基础上,对应于DEM生成过程和形变提取过程,分别定义了由高程引起的相位模糊度和由形变引起的相位模糊度,并提出了相应的解缠算子约束条件,完善了差分干涉测量的基本数学模型。根据完善后的数学模型,推导了差分干涉测量基本的两轨、三轨、四轨算法的模型公式,并对其中的误差源进行了相应的理论分析。     

基于合成孔径雷达差分干涉测量技术的矿区地面形变分析

介绍了合成孔径雷达差分干涉测量（D—InSAR）技术的基本原理和D-InSAR数据处理流程,采用双轨法D-InSAR处理了4景覆盖济宁某矿区的卫星ENVISATASAR数据,分别提取了增强差分干涉图、相应的相干图以及矿区地面形变图,并对其进行了简单分析。对从矿区地面沉降分布、沉降面积统计进行矿区地面沉降分析;选取研究矿区的部分水准监测结果与D-InSAR监测结果相比较的方式进行精度分析。说明了13-InSAR技术在矿区地面沉降监测应用中应该注意的事项。     

基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究

收集了1992年12月至1998年6月JERS-1L波段雷达数据,利用差分雷达干涉测量技术进行地面沉降监测研究。通过"二轨法"进行差分处理,选择其中的6景差分雷达干涉图进行分析。在研究区内发现了4个沉降区域,并按照时间序列通过对地面形变图进行分析,获取其中两个沉降区最大的垂直沉降量。     

2000年西太平洋地球物理会议综述

主要从3个方面介绍了2000年6月日本东京举行的第六届西太平洋地球物理会议的情况；（1）有关合成孔径雷达干涉测量（INSAR）技术的发展；（2）有关重力场测量技术的发展；（3）有关GPS测量技术的发展。     

基于二位置法测量的光纤陀螺寻北仪的误差分析

陀螺寻北仪是一种全天候自动指示方位的高精度自主式定向仪器。文中介绍了光纤陀螺寻北仪的二位置寻北原理，对二位置寻北的主要误差源进行了详细地分析，并推导出了几种典型误差源作用下的寻北误差影响模型，其分析结果可为高精度寻北仪的研制提供理论依据。     

InSAR平地相位去除算法及其对DEM精度影响研究

准确有效去除干涉纹图中的平地相位是精确莺建DEM的关键.探讨了两类常见的去平地相位方法(基于地理定位和基于干涉频谱),分析了其所引起的误差影响.通过Envis砒和JERS-1两种数据的验证结果表明:在可获取精密轨道数据的情况下,基于地理定位的去平地方法能够有效去除干涉纹图中所包含的平地相位,并很好地控制最终所得的DEM误差,其效果优于基于干涉频谱的去平方法;基于干涉频谱的去平方法在干涉频谱平均空间频率为0时,所引起的DEM误差相对较小;在精密轨道数据缺乏的情况下,两种方法均不能满足重建DEM精度要求.     

GPS现代化后电离层折射误差高阶项的三频改正方法

研究了电离层对GPS观测信号的主要影响及电离层折射误差模型,总结了电离层双频改正模型。针对GPS现代化中增加的第三频率,系统推导了三个频率的电离层改正模型及相位观测值无电离层组合(LC组合)模型。该模型将电离层折射误差模型改正至二阶项,可进一步提高GPS定位精度,同时,为GPS定位中其他误差的改正及分离、周跳的探测等提供了有力的技术手段。     

星载InSAR在地形测绘中的误差来源分析

合成孔径雷达干涉（InSAR）技术是最有效的测图手段之一,然而InSAR地形测绘过程中极易受到各类误差的影响。本文探讨了国产SAR卫星无法业务化干涉的主要原因,并从卫星的干涉几何出发,研究了InSAR在地形测绘中的误差来源,研究表明,主星定轨误差、斜距测量误差、基线测量误差以及相位误差是地形测绘中的一级误差源。最终对一级误差带来的高程误差进行了定量分析,并对部分一级误差进行了分解,定位了二级误差源。     

GPS L1C信号多径抑制性能分析

MBOC（multiplexed binary offset carrier）是GPS—GALILEO互用和兼容性工作组推荐的信号调制体制，其实现方式分为TMBOC和CBOC两种，其中TMBOC（6，1，4／33）已被GPSL1C信号所采用。多径是众多卫星导航系统应用的主要误差源之一，由于不具备时间和空间的相关性，无法通过差分技术消除。本文基于窄相关技术和Double—Delta技术对TMBOC（6，1，4／33）的抗多径性能进行了分析，并与BPSK（1）及BOC（1，1）进行了对比。在同等条件下，TMBOC（6，1，4／33）的抗多径性能优于或等同于BPSK（1）及BOC（1，1）。     

多波束测深数据的误差分析与处理

在系统分析多波束测深数据的误差来源与性质的基础上,介绍了条带式多波束测深仪所采用的误差处理的理论模型。针对海洋测量的特点,特别强调了基于趋势面分析的粗差探测与剔除和相邻条带数据的整体拼接以及对航向误差的改正等关键问题。本文介绍的误差处理模型对保证多波束测深系统必要的精度和数据质量有着重要的实际意义。     

Time transfer using GPS carrier phase: error propagation and results

 A joint time-transfer project between the Astronomical Institute of the University of Berne (AIUB) and the Swiss Federal Office of Metrology and Accreditation (METAS) was initiated to investigate the power of the time transfer using GPS carrier phase observations. Studies carried out in the context of this project are presented. The error propagation for the time-transfer solution using GPS carrier phase observations was investigated. To this purpose a simulation study was performed. Special interest was focussed on errors in the vertical component of the station position, antenna phase-center variations and orbit errors. A constant error in the vertical component introduces a drift in the time-transfer results for long baselines in east–west directions. The simulation study was completed by investigating the profit for time transfer when introducing the integer carrier phase ambiguities from a double-difference solution. This may reduce the drift in the time-transfer results caused by constant vertical error sources. The results from the present time-transfer solution are shown in comparison to results obtained with independent time-transfer techniques. The interpretation of the comparison benefits from the investigations of the error propagation study. Two types of solutions are produced on a regular basis at AIUB: one based on the rapid orbits from CODE, the other on the CODE final orbits. The rapid solution is available the day after the observations and has nearly the same quality as the final solution, which has a latency of about one week. The differences between these two solutions are below the nanosecond level. The differences from independent time-transfer techniques such as TWSTFT (two-way satellite time and frequency transfer) are a few nanoseconds for both products. Received: 15 November 2001 / Accepted: 6 September 2002 Correspondence to:R. Dach     

相位误差、位置误差和灰度误差三者关系及SAR原始图像像元不确定性

由于SAR遥感的独特优势，使它得到了广泛的应用。因此，对SAR图像的不确定性研究也越来越必要和迫切了。针对数据分析方法的不足，该文着重从机理的角度探讨SAR原始像元的不确定性。相位误差、位置误差和灰度误差三者关系、各种误差分类和综合以及这些误差对SAR原始像元不确定性作用等问题往往是困扰从机理角度对SAR图像不确定性研究的主要障碍，该文重点讨论这些问题。