InSAR大气延迟误差分析

分析了大气延迟的各分量（干延迟、湿延迟、液态水延迟和电离层延迟）对InSAR观测的影响。结合InSAR／DInSAR的数学模型,推导了对流层延迟对重轨干涉测量模式影响的双差模型、对三轨法和四轨法DInSAR对流层延迟的三差模型。并基于此,依据误差传播定律推导了对流层延迟误差对InSAR产品精度影响的公式。     

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。     

星载InSAR高程提取的误差因子分析

从基线沿水平向分解的InSAR基本原理出发,推导出星载InSAR高程公式;然后根据斜距、基线、相位、基线倾角、入射角、高度等量之间的几何构形及存在的函数关系,推导出星载InSAR影响高度精度的误差公式,并定性和定量地分析斜距、基线、相位、基线倾角、入射角、水平基线及垂直基线等测高精度因子的相关性及与对高程误差的影响,明确基线长度和方向对测高精度的影响;最后,针对星载InSAR高程提取的特点,提出一些提高测量精度的参考和建议.     

利用附加系统参数的InSAR轨道误差估计

针对利用小波分析方法联合二次曲面模型改正合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)轨道误差时观测值的系统误差特性,该文在传统二次多项式的基础上建立了一种附加系统参数的轨道误差改正模型。利用小波分析方法可以有效提取干涉相位中的低频部分,二次多项式法计算简便,附加系统参数平差原理顾及了观测值中其它系统误差项的影响,结合3种方法更准确地求解出了改正模型参数,实现了对InSAR轨道误差的有效估计去除。基于伊朗巴姆地区的ENVISAT ASAR数据实验表明:在使用所提算法去除轨道误差相位后的干涉图中,远离形变区域位置的相位值基本趋近于0rad,轨道残差相位也基本得到消除。     

轨道误差对InSAR相位影响的BP神经网络去除法

针对用二次多项式法去除轨道误差对InSAR相位影响时,须对干涉相位其他项分布性质作假设,且自身存在一定的模型缺陷的问题,该文提出用BP神经网络去除轨道误差对InSAR相位影响的方法。研究表明:BP神经网络法在使用时无须对干涉相位其他项分布性质作假设,模型更优。模拟实验中,轨道误差相位拟合残差更小;真实数据实验中,纠正后非形变区相位集中在零值附近,且波动趋势更为平稳。该方法一定程度上降低了传统二次多项式法的应用局限性。     

多分辨率分析的InSAR轨道误差去除算法

针对传统的多项式模型去除InSAR轨道误差时,只能去除由于基线不准导致的平地相位残余误差,而对于基线误差引起的与高程相关的地形相位误差仍保留在干涉图中,提出了一种多分辨率分析的干涉相位轨道误差去除方法.从InSAR成像几何结构出发,分析轨道误差的空间特征,推导了由基线误差引起的平地相位误差及地形相位误差;再通过多分辨率分析把轨道误差与对流层延迟误差相位、外部DEM引起的地形误差相位、噪声相位等进行滤除,最后采用最小二乘计算多项式模型参数,可以更精细的估计出轨道误差相位,吸收与地形相关的误差.结果表明,经过改正的干涉图与DEM的相关系数仅0.033 8,相对于线性模型和二次多项式模型的0.165 5和0.071 9,对地形相关轨道误差的去除改善程度达到79.1％和53.0％,能够更好地去除轨道误差,提高了轨道误差估计精度,吸收了与地形相关的误差.     

利用地面控制点相位残差定权方法减弱InSAR轨道误差相位

两次SAR图像成像时卫星位置的差异导致即使在平坦地区InSAR干涉图上也会有参考面相位存在。由于定轨精度有限,InSAR数据处理过程中需去除轨道误差相位。目前常用的去除轨道误差的方法为基于轨道状态矢量计算出初始基线,再根据地面控制点信息,利用最小二乘算法得到精密基线;或将初始基线对应的参考面相位去除后,再对剩余相位进行快速傅里叶变换或曲面拟合,得到趋势性相位再去除。由于去除参考面相位在去除大气相位和获取形变相位之前,因而基线精密估计的过程中易受到大气相位和形变相位的影响,影响形变解算结果。在实际应用中发现存在干涉图在去除参考面相位后依然有趋势性相位的现象,本文针对此现象考虑大气相位和形变相位影响,提出了利用地面控制点相位残差定权的基线估计方法,提高了估计形变结果的精度,模拟试验和实际应用表明该方法具有一定的有效性和可行性。     

影响InSAR测高精度因素的相关性分析

从基线沿水平向分解和沿视线向分解的InSAR基本原理出发,分析讨论了InSAR高度测量的精度,详细给出了分解时的斜距、基线、相位以及高度等量的误差之间互不影响和相互影响下对目标高度精度的影响公式。从公式表达可以看出,这些量独立时对目标高度精度的影响是不独立时的特殊情况。     

质心误差对分布式InSAR基线确定的影响及消除

高精度星间基线确定是分布式InSAR干涉测量中的关键技术。针对卫星在轨运行期间的质心与地面标校结果不一致问题,仿真分析了星体系x、y、z不同方向1 cm质心误差对InSAR星间基线确定的影响。结果表明:x、y方向的质心误差对基线解算影响很小;z方向的质心误差对基线解算影响显著,使得InSAR基线产品中含有明显的系统误差。提出了两种消除卫星质心误差影响的方法:一是在星载GNSS定轨过程中增加轨道径向的经验加速度予以补偿;二是增加星体系z方向的质心偏差估计。实验结果表明,经两种方法处理后得到的InSAR基线3维误差由8.8 mm分别降至0.13 mm和0.09 mm,98%以上的卫星质心误差影响被消除。     

时序InSAR滑坡探测与DEM误差影响分析

以贵州省西南山区为例,针对地质灾害隐患早期识别的实际情况和需求,开展差分干涉测量和时序InSAR方法的对比实验,以验证时序InSAR在抗误差干扰、探测微小形变、捕捉形变序列演化趋势等方面的能力;再基于高精度LiDAR DEM数据进一步研究DEM误差对时序InSAR处理结果的影响。实验表明,时序InSAR方法无法完全剔除DEM误差,从而导致形变速率、形变序列估计不准,在开展精细化InSAR形变分析时应尽可能选取高精度的外部DEM数据,以保证正确估计地质灾害隐患形变特征。     

InSAR技术基本原理及其数据处理流程

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是近20年发展起来的一种先进的极具发展潜力的空间观测技术,介绍了干涉测量技术的基本原理和获取DEM的数据处理过程,并简单介绍合成孔径雷达的发展及其在各方面的应用。     

GPS测量误差与数据处理的质量控制

针对GPS测量结果的误差来源,从GPS卫星信号传播过程、观测条件和数据处理等方面讨论了GPS控制网数据处理的质量控制问题,介绍怎样进行基线解算和网平差的质量控制,并阐述了提高GPS网精度的若干方法。     

轨道误差对InSAR数据处理的影响

轨道参数是InSAR数据处理中一个重要的参数,对从最初的图像配准到最后的高程值或形变值图像生成都有着重要的影响.含有误差的轨道参数造成基线误差以残差条纹的形式存在于干涉图中.完全去除残差条纹要求轨道绝对精度低于1 mm,目前的定轨精度远不能满足要求.这里推导了轨道误差和残差干涉条纹的关系,分析了轨道误差对高程值和形变值影响的特点,提出采用二次多项式拟合的方法去除残差干涉条纹,并以巴姆地区的ENVISAT数据证明了提出方法的有效性.     

星载寄生式InSAR系统相关性及相对测高精度分析

结合星载寄生式干涉合成孔径雷达(InSAR)的工作原理及高稳定频率源的工作特性,给出了时间和频率同步误差模型。基于该误差模型,分析了时间和频率同步误差对干涉相位的影响,首次推导了同步误差导致的信号去相关。基于星载寄生式InSAR系统的空间几何关系和图像信号模型,详细分析了热噪声、模糊、量化噪声、基线、方位向、配准误差及体散射等去相关效应,给出了考虑上述全部去相关因素时系统的相对测高精度,并仿真分析了以Envisat为主星的寄生式InSAR系统在ASAR雷达7个不同波位下的相对测高性能。理论分析和仿真结果表明,在合理选择轨道和雷达参数的前提下,系统可以达到很好的测高精度。     

InSAR相位解缠算法比较及误差分析

介绍和比较了残差缺口法、最小二乘法和统计耗费网络流算法,并研究了解缠相位误差对DEM和地壳变形的影响。通过理论分析和实际计算发现,无论计算效率还是解缠精度,残差缺口法都优于最小二乘法。统计耗费网络流算法在残差缺口算法基础上又有创新,是一种最具潜力的新型算法。     

GIS中数字化数据误差的分布检验与处理

对GIS中手工地图数字化中的数据误差进行了系统分析和各种分布检验,认为数字化数据误差可能服从p≈1.6的p-范分布。在此基础上,探讨了数字化数据误差处理的p-范平差,并与最小二乘平差进行了比较。     

基于道路的地球同步卫星定位方法误差分析

针对基于道路的地球同步卫星定位方法，分析了几种主要的误差源（测距误差，星历误差，中心站站址误差和道路数据库误差）对定位精度的影响特点，从而给出院 系统本身的定位精度及对道路数据库的精度要求，理论分析表示，测距误差，星历误差是影响用户平面精度的主要因素，而道路数据库的高程误差是影响用户高程精度的主要因素，另外，也进一步验证了该方法的可行性和可靠性。     

机载激光雷达数据的误差分析及校正

数据质量分析是遥感机理/应用研究（尤其是定量遥感）首要和关键的一步,直接影响遥感反演的精度和遥感应用的效果。激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）是一种新兴的主动遥感技术,对数据后处理算法的研究还有待进一步加强,尤其对激光雷达数据的质量分析显得十分迫切。采用了一种基于扫描航带间重叠区数据分析的方法对LiDAR数据质量进行评价,分析误差来源,计算误差的大小,并分别对数据的随机和系统误差进行校正。以机载激光雷达数据为例来进行验证,实验结果表明,这种方法能有效地减少数据误差,达到提高数据质量的目的。     

单幅干涉图像提取震间形变场模拟研究

针对活动断层震间InSAR形变场提取中存在SAR观测数据不足、轨道误差难以合理去除的问题,该文进行了利用单幅InSAR图像提取震间形变场的模拟研究:考虑到InSAR图像中轨道误差和震间形变场的空间分布特征,利用一次多项式模型和深部滑动模型模拟了100组叠加的InSAR形变场;然后采用直接恢复震间形变场、先分离轨道误差再恢复震间形变场、一步法分离轨道误差与恢复震间形变场3种方法对模拟的震间形变场进行了恢复实验。结果表明,基于单幅InSAR图像,利用一步法能够较为准确地恢复震间形变场。