多雨山区InSAR对流层延迟改正模型

在InSAR大气延迟改正双差模型的基础上,推导了适用于三归法D-InSAR测量的大气延迟改正模型。利用新西兰GEONET北岛连续观测GPS数据,研究了多雨山区InSAR对流层延迟内插模型。     

InSAR与GPS数据融合在变形监测中的应用研究

随着地面沉降监测手段日益丰富,对多源地面沉降监测数据进行数据融合逐渐成为研究的热点。本文针对大气延迟对InSAR地面沉降监测的影响,利用GPS获取对流层延迟,对不同的内插模型,讨论了Kriging内插法、IDW内插法对流层延迟改正的内插模型,并在IDW内插法的基础上进行改进,提出了IIDW内插法,采用香港GPS监测数据与哨兵一号雷达卫星监测数据,通过3种内插模型,得到不同内插方法的双差分结果,并分析比较了3种内插方法的优劣。用计算出的差分对流层延迟改正对InSAR影像进行改正。实验结果表明:IIDW内插法对对流层延迟进行改正不仅提高了D-InSAR的精度,而且为InSAR与GPS数据融合解决提供了一种新的思路。     

网络RTK对流层延迟内插模型精度分析

流动站与参考站间双差对流层延迟的精确改正是网络RTK技术的关键。本文采用河南省地基增强系统参考站网7个参考站的观测数据进行试验,选择LIM、LCM、LSM和KRG模型为研究对象,分析了各模型用于不同高差水平流动站对流层延迟改正的效果。试验结果表明：4种常用内插模型中,LIM和KRG模型对流动站对流层延迟改正的精度较优。流动站与主参考站高差达到400 m时,对于低高度角卫星,模型内插精度降低到分米级,不满足用户流动站高精度定位需求。     

长距离网络实时动态对流层延迟误差改正

针对长距离网络RTK的范围较大,造成区域观测误差的相关性降低,影响对流层延迟误差的内插计算和改正这一情况,该文提出了一种改进的对流层延迟误差计算和改正方法。首先利用确定的参考站网整周模糊度和载波相位观测值计算各参考站的天顶对流层延迟,然后将各参考站天顶对流层延迟误差播发给流动站用户,用户根据内插模型内插计算出流动站处的天顶对流层延迟误差,并进行流动站各卫星的对流层延迟误差计算和改正。通过长距离CORS网实测数据的实验证明,该文方法可以取得理想的长距离网络RTK误差改正效果和流动站定位结果。     

GPS/GLONASS集成的CORS网大气延迟插值模型比较分析

结合实际数据,对GPS/GLONASS集成的CORS网中利用参考站间的大气延迟内插流动站处的误差改正量的各种内插算法进行比较。比较结果认为:双差电离层延迟改正采用克里金插值模型(KRG)方法精度最高,精度优于3cm;而对流层延迟误差改正中,GPS采用最小二乘配置模型(LSC)插值方法效果最好,精度一般可达3cm,而GLONASS则应采用3阶趋势面模型(LSM3)进行内插,精度为4cm。     

GPS对流层延迟改正模型及其InSAR应用研究

分析对样本点与待插值点间水平距离和高差赋予不同影响因子的改进反距离加权内插法(IIDW)。试验表明,改进的反距离加权内插法在GPS对流层内插方面内插精度优于传统反距离加权内插法,但是在将内插值应用到InSAR干涉图对流层延迟时,高程差对对流层延迟的影响却很小。     

常用对流层区域拟合模型的比较分析

对流层延迟误差,作为CORS系统的主要误差源之一,在高精度定位中必须予以改正。以高精度GPS数据处理软件Bernese5．0为平台,利用北部湾CORS系统实测数据,比较、分析了目前几种常用的区域对流层改正模型的内插精度,得到了一些有益的结论。     

GPS/VRS 参考站网络的对流层误差建模技术研究

在虚拟参考站(VRS)技术中,参考站与流动站间的高程差异会引起对流层误差改正数中存在系统偏差影响,使对流层改正精度降低。在常规网络内插改正模型的基础上,借助先验对流层模型,提出了一种能自主修正高程偏差的距离相关对流层网络内插模型(MHDIM)。基于四川GPS连续运行参考站网络(Sichuan GPS Reference Station Network-SGRSN)实际测试数据的分析表明,对于地形变化较大的中长距离稀疏GPS/VRS参考站网络(如流动站与参考站间高程差异大于500m),应用MHDIM模型可使对流层延迟误差改正精度提高到2到3cm并实现cm级网络RTK定位结果,适用于GPS/VRS参考站网络cm级实时动态定位要求。     

阿尔金断裂带宽幅InSAR对流层延迟估计方法评估

近年来,宽幅合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术已被广泛用于地质灾害普查、地壳形变监测等方面,但对流层相位延迟影响极大限制了大范围、缓慢构造形变监测的精度。以覆盖地形起伏强烈的阿尔金断裂带西段的两类宽幅InSAR时间序列为例,分析了欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)、InSAR通用型大气改正在线服务(generic atmospheric correction online service for InSAR, GACOS)、地形相关线性模型这3类方法对大尺度对流层延迟的改正效果。结果表明,经GACOS改正后的Envisat ASAR与Sentinel-1宽幅InSAR干涉图序列的相位标准差均值削减量分别可达68.1%和54.5%,整体优于ECMWF和地形相关线性改正方法,能够为国内外InSAR用户开展宽幅InSAR大范围地质灾害监测等应用提供关键可靠的支持。     

对流层延迟改正内插方法的比较

对GPS获取的大气延迟改正加密内插的三种方法进行了简述与比较。并通过算例分析,得出从GPS观测值中获得的对流层延迟改正的双差分数据,采用距离反比加权内插法(IDW)和克里金内插法(Kriging)插法是比较有效的。     

基于CGPS的CRInSAR大气改正——以香港地区为例

基于角反射器的合成孔径雷达干涉测量（Corner Reflector InSAR）在低相干地区的地表形变监测中具有很大应用潜力。在CRInSAR所有误差源中,大气影响是最主要的影响因素之一。针对CRInSAR中的大气影响改正问题,详述了利用连续GPS站的数据和地面气象观测资料来对角反射器的大气影响进行改正。并利用香港地区12个GPS连续站的数据对6个角反射器上的大气影响做出改正,得出了较为可靠的结果。     

利用CORS数据计算重庆InSAR对流层延迟

利用了重庆市CORS数据,计算了该地区InSAR对流层延迟,分析了重庆地区对流层延迟对InSAR技术的影响。     

阿尔金断裂带宽幅InSAR对流层延迟估计方法评估

合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）的时序分析是监测大面积地表缓慢形变的重要手段,但对流层延迟相位大大影响了形变监测的精度。以青藏高原西北缘为研究区域,分析了经验模型线性改正、通用型 InSAR 大气校正在线服务（generic atmospheric correction online service for InSAR, GACOS）改正和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF）最新发布的ERA5（ECMWF reanalysis v5） 数据集改正3种方法在时序InSAR反演形变速率中的改正效果。通过掩模技术计算非形变区的速率标准差,分析形变速率与地形的相关性,并与GPS数据进行比较分析后发现,自西向东的3个研究区域76.5°E~79.7°E（D136）、80.5°E~83.7°E（D165）、84.9°E~88.1°E（D19）范围内,其线性改正后标准差分别降低了41.05%、59.21%、25.13%,而GACOS改正后标准差分别降低了38.76%、55.97%、30.73%,ERA5改正后其标准差分别降低了10.05%、30.11%、20.15%。此外,InSAR与GPS站视线向形变速率比较显示线性改正、GACOS改正与ERA5改正后3个研究区域内其均方根误差分别降低了46.07%、51.28%和35.51%。对于青藏高原西北缘,3种方法均可削弱对流层延迟效应,其中线性改正和GACOS改正的效果好,适用性更高,ERA5受地面监测站点密度影响,在该区域改正效果稍差。     

Tropospheric corrections to SAR interferometry from GPS observations

Interferometric synthetic aperture radar (InSAR) techniques have been recognized as an ideal tool for many ground deformation monitoring applications. However, the spatially and temporally variable delay of the radar signal propagating through the atmosphere is a major limitation to accuracy. The dominant factor to be considered is the tropospheric heterogeneity, which can lead to misinterpretation of InSAR results. In this paper, a between-site (BS) and between-epoch (BE) double-differencing algorithm for the generation of tropospheric corrections to InSAR results based on GPS observations is tested. In order to correct the radar results on a pixel-by-pixel basis, the GPS-derived corrections have to be interpolated. Using experimental data it has been found that the inverse distance weighted and kriging interpolation methods are more suitable than the spline interpolation method. Differential corrections as large as several centimeters may have to be applied in order to ensure sub-centimeter accuracy for the InSAR result. The algorithm and procedures described in this paper could easily be implemented in a continuous GPS network data center. The interpolated image of BS, single-differenced tropospheric delays can be derived as a routine product to assist radar interferometry.     

MODIS水汽反演用于InSAR大气校正的理论研究

大气效应尤其是大气水汽的影响是InSAR干涉测量中主要的误差源和限制因素之一,因此高精度的InSAR应用迫切需要及时掌握大气水汽含量及其时空变化。本文深入分析了利用MODIS的水汽反演结果进行InSAR干涉测量大气校正的可行性,对MODIS近红外水汽反演结果与地基GPS水汽探测结果进行了比较和分析。同时根据GPS解算结果,利用实例讨论了基于地面气象参数的水汽延迟模拟的效果。     

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。     

区域天顶对流层延迟时空变化特性及其建模研究

介绍几种常用的全球对流层延迟改正模型和几种区域对流层延迟模型的建立方法,再利用美国密歇根州的8个测站天顶对流层延迟数据对天顶对流层延迟进行研究,得出天顶对流层延迟在时间尺度及空间尺度上的变化规律,与经度和纬度相关性一般,与高程强相关。通过美国密歇根州的4个测站数据分别计算3种区域对流层延迟模型,得出各个模型的精度,并比较它们的优劣,结论是一次线性插值模型是三者中精度最高的模型。     

基于GPS观测量的InSAR干涉图中对流层改正方法及其论证

利用一种站间和历元间的双差算法来计算InSAR结果的大气改正量。为了逐像素改正InSAR结果,引入自适应参数的支持向量机(SVM),利用稀疏的GPS站网上所获得的大气改正值回归估计未知像元上的对流层改正值。采用南加州GPS集成网络(SCIGN)数据验证了该方法的可行性。