星载InSAR系统构型简介

本文简要描述InSAR的基本原理，介绍重复轨道、单平台双天线及基于编队卫星的星载InSAR系统构型。在分析三种构型的基础上，指出今后发展趋势。     

利用星载InSAR技术获取DEM及误差来源分析

星载干涉合成孔径雷达(InSAR)技术是一种高效的数字高程模型(DEM)获取方法,对其展开探讨具有十分重要的意义。本文对InSAR高程测量原理进行简要概述,提出获取DEM的相关技术流程,并分析了利用星载InSAR技术获取DEM的误差来源。     

InSAR技术及其应用中的若干问题

合成孔径雷达干涉（InSAR）是近10年才发展起来的空间遥感新技术。简要介绍该技术的基本背景、相关数据处理和应用情况，重点分析在应用中角存在的关键问题并指出当前研究的焦点。     

卫星编队InSAR系统分辨率设计

依据脉冲信号压缩技术,从SAR成像理论出发,在介绍了SAR分辨率定义的基础上,分析了影响基于卫星编队InSAR系统分辨率的原因是存在距离向和方位向基线.在成像处理时,为了确保干涉相位精度,需进行去相关预滤波处理,由此引起系统成像带宽变窄,分辨率下降.依据影响分辨率的原因,提出了基于卫星编队InSAR系统分辨率设计思想,...     

卫星编队InSAR系统分辨率设计

依据脉冲信号压缩技术,从SAR成像理论出发,在介绍了SAR分辨率定义的基础上,分析了影响基于卫星编队InSAR系统分辨率的原因是存在距离向和方位向基线。在成像处理时,为了确保干涉相位精度,需进行去相关预滤波处理,由此引起系统成像带宽变窄,分辨率下降。依据影响分辨率的原因,提出了基于卫星编队InSAR系统分辨率设计思想,并根据该思想对分辨率的影响情况进行了分析。     

结合星载与地基InSAR技术的露天矿地表形变监测

为了保障露天矿区安全生产及运营,针对露天矿区形变区难以及时识别与监测问题,采用星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和地基InSAR联合监测模式,对露天矿区开展不同阶段、多尺度的形变区域识别与监测,分析形变趋势,研究二者InSAR技术在露天矿区形变区调查、重点形变区确定及监测预警的应用效能。研究结果表明：星载InSAR技术实现对露天矿区的广域地表形变监测,且识别出重点形变区,分析形变发展趋势;地基InSAR实现了对露天矿区重点边坡形变区进行近实时、高频率的监测,根据监测数据变化趋势,判别形变发展阶段;两者InSAR技术结合应用,充分发挥各自优势,星载InSAR实现面域形变区识别与监测,地基InSAR实现重点形变区的高频监测及无法形成有效干涉形变区的补充监测,获取了更为详细、全面的形变信息,为露天矿区形变灾害监测预警提供高效、可靠的监测数据,提升露天矿区防灾减灾的能力。     

InSAR系统的相干性来源

InSAR系统根据两幅相干复影像的相位差进行高程测量或动目标检测,要求这两幅SAR复数影像之间必须相干。相干性是InSAR系统得以实施的前提,是InSAR系统中最关键的因素之一。本文根据InSAR信号的获取情况,对InSAR相干性的来源进行了分析。     

基于卫星编队InSAR系统相位误差分析

InSAR系统根据两幅相干复影像的相位差进行高程测量,相位精度是影响系统高程测量精度的主要因素之一,通过相位误差分析,以达到减小误差的目的.在介绍了InSAR高程测量基本原理基础上,结合基于卫星编队InSAR系统的特点,依据两幅复影像的相干性对相位误差的影响情况,从影响雷达接受信号的相干性为切入点,分析了影响卫星编队InSAR系统的相位误差源.经研究得出主要误差源为热噪声等设计误差、空间同步和相位同步引起的误差,以及数据处理干损引起的误差.并对其影响和要求进行了分析.     

基于卫星编队InSAR系统相位误差分析

InSAR系统根据两幅相干复影像的相位差进行高程测量,相位精度是影响系统高程测量精度的主要因素之一,通过相位误差分析,以达到减小误差的目的。在介绍了InSAR高程测量基本原理基础上,结合基于卫星编队InSAR系统的特点,依据两幅复影像的相干性对相位误差的影响情况,从影响雷达接受信号的相干性为切入点,分析了影响卫星编队InSAR系统的相位误差源。经研究得出主要误差源为热噪声等设计误差、空间同步和相位同步引起的误差,以及数据处理干损引起的误差。并对其影响和要求进行了分析。     

卫星编队InSAR系统设计系列关键技术

天基InSAR系统具有全天候、全天时、数据处理自动化程度高等优点,可以快速获取数字表面模型和雷达正射影像,发展前景广阔。本文首先介绍了InSAR测量及影响产品精度误差传递模型,阐述了基于卫星编队InSAR系统;然后,从系统获取干涉数据和确保产品精度两方面出发,提出在不考虑SAR技术的情况下,卫星编队InSAR系统设计主要关键技术有:系统相干性、基线选择、卫星编队设计、双星协同工作、产品精度控制等;最后,在归纳总结天绘二号关键技术攻关的基础上,对这些关键技术所涉及的性能及核心指标进行了分析,提出了设计所关注的要素。     

GNSS双频整周关系约束模糊度算法研究

根据GNSS双频载波相位观测值间的特定关系,提出了一种基于双频整周关系约束的模糊度解算方法(FirCAR)。该方法在局部整数范围内可将载波相位的等效波长增长,以利于整周模糊度的快速解算。不同长度的基线数据实验证明了该算法的正确性和有效性,并分析了卫星截止高度角对解算结果的影响。     

基于边界探测的InSAR最小二乘整周相位解缠方法

为解决最小二乘相位解缠方法一直存在收敛性差和非整周性相位解算问题,提出基于解缠边界探测并搜索整周相位值的解缠方法,采用最小二乘次优解与最优解的阈值判别准则,预测解缠趋势并逐步推进相位解缠边界,并在解缠迭代计算中附加相位搜索增量以提取相位整周值。试验分别基于噪声干扰的模拟图和香港、深圳地区的ERS-1/2卫星SAR影像干涉图,采用边界探测算法进行相位解缠计算,试验结果表明,本文解缠方法对附加强噪声的模拟干涉图能正确解缠出99.5%的相位值,真实SAR影像干涉图的解缠精度达到±0.12rad。     

NRS中基线模糊度的解算方法

介绍了无电离层组合法和电离层约束法2种CORS中常用的长基线模糊度解算方法。NRS中的模糊度解算同时采用了这2种方法,以保证模糊度解算的正确性和稳定性。     

双星姿态测量中确定整周模糊度的新方法

针对双星姿态测量中整周模糊度解算这一关键问题,提出了一种新的双星整周模糊度解算方法--天线反转法.其基本思想是,在静态初始化过程中将副天线绕主天线反转了180°.模拟算例表明,该方法能够快速可靠地解算出双星整周模糊度.     

双星姿态测量中确定整周模糊度的新方法

针对双星姿态测量中整周模糊度解算这一关键问题,提出了一种新的双星整周模糊度解算方法——天线反转法。其基本思想是,在静态初始化过程中将副天线绕主天线反转了180°。模拟算例表明,该方法能够快速可靠地解算出双星整周模糊度。     

基于不同模糊度分解方法的GPS导航卫星定轨研究

介绍了利用准电离层（QIF）方法和MW（Melbourne—Wubbena）方法进行模糊度固定的原理,在得到的卫星轨道浮点解的基础上,用两种方法分别进行了模糊度的固定。并分析了两种方法对于不同长度基线的模糊度固定成功率。结果显示：在固定模糊度的成功率上,Mw方法优于QIF方法,在基线长度为1000~4000km时,两种方法都保持着较高的模糊度固定成功率。     

基于双频GPS数据的单历元定向算法研究

在普通的基线长辅助LAMBDA搜索算法的基础上,提出了一种组合的模糊度搜索方法,确保了单历元算法的成功率和精度。实测数据的计算结果表明,本文所采用的单历元算法无论在静态还是动态情况下,都可以得到很高的成功率和很好的定向精度,也说明本文的实时单历元定向算法是可靠的,方案是可行的。     

模糊度线性约束的消电离层多频模糊度解算

针对传统多频模糊度解算方法受到电离层延迟影响造成窄巷模糊度解算可靠性降低的问题,提出一种基于模糊度线性约束的消电离层MCAR方法。该方法通过模型等价性原理构建了基于几何相关-消电离层组合模型,并凭借能够可靠解算的超宽巷/宽巷模糊度值形成线性约束,进而构造窄巷模糊度解算模型,最终求解窄巷模糊度及精密定位结果。多组北斗三频实际数据测试结果表明,即使双差电离层延迟达到73.2 cm,所提出方法也可实现模糊度解算成功率高于96%,定位精度优于15 cm。     

InSAR沉降监测量检验方法的研究

本文介绍利用精密水准测量沉降量对InSAR动态监测成果进行精度验证的技术流程,通过PS点沉降量、沉降等值线和沉降曲面等成果的精度对比分析,精密水准点与COSMO影像获取PS点的沉降量之差算术平均值为-0.26mm,与ENVISAT影像获取的沉降量之差算术平均值为-6.36mm,两者精度都达到毫米级,验证了InSAR地面监测成果的可靠性;研究表明InSAR数据分辨率高,准确反映的地面沉降分布和变化趋势,为地面灾害监测提供了重要的数据参考。     

InSAR相位干涉图滤波方法研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)中相位干涉图的质量是决定干涉测量精度的关键因素之一。在其他影响因素确定的情况下,干涉图滤波是提高干涉图质量的有效手段。介绍多视数均值滤波与基于梯度的自适应滤波,分析其优缺点,在此基础上,探讨这两种滤波相结合的综合滤波方案,提出直接对InSAR相位干涉图的实部和虚部进行综合滤波的方法,给出具体流程图。最后,通过对实际SAR数据的处理验证所提出的滤波方法抑噪效果明显,且能很好地保持相位干涉图的边缘信息。