基于地形和GPS观测的SAR干涉图大气延迟估计

大气效应尤其是大气水汽含量在时间和空间上变化引起的雷达信号传播延迟,是重轨雷达干涉测量中难以消除的主要误差源之一。仅借助对GPS水汽的空间数学插值实现对InSAR中的大气延迟改正时,由于未能顾及地形对大气湿延迟的影响,导致改正效果较差。针对这一问题,分析了大气湿延迟中垂直分层部分与地形的关系,建立了两者间相关函数模型,进而提出了顾及地形影响的大气延迟插值新方法。实验结果表明：插值新方法较常规距离权倒数和克里格法,具有明显的优越性。     

线性光谱混合模型影响因子不确定性定量研究

线性光谱混合模型(Linear Spectral Mixing Model,LSMM)是一种像元分解模型,由于其简单和易操作性的特点,在目前亚像元研究中应用颇为广泛。其分离精度受多种因素的影响,但目前对该模型的研究多集中在对模型本身的线性假设评价及端元光谱选取方法上,而忽略了模型应用的环境条件(大气反射、散射、地形起伏等)对模型分解精度的影响等。本文以线性光谱模型提取植被分量为例,探讨环境大气条件、地形因素对模型精度影响的不确定性。研究将数据处理为四个层次,即原始的ASTER数据,利用MODTRAN进行大气校正的数据,经C-地形校正的数据,同时进行了大气校正和地形校正的数据。然后在四个层次上依次提取植被丰度,并将其和NDVI进行线性回归分析,检验植被丰度的分离精度,从而量化大气、地形等因子对LSMM的影响程度。研究结果表明:大气条件、地形因素都会制约LSMM分离精度的提高,特别在有地形起伏的中小空间尺度范围内,地形因子对线性光谱混合模型的影响远大于大气影响。     

基于多尺度相关性分析的InSAR对流层延迟误差改正算法

针对合成孔径雷达干涉技术中对流层延迟误差会影响DEM精度的问题,提出采用小波多尺度相关性分析方法来减弱与高程相关的对流层延迟误差的影响,来提高合成孔径雷达干涉DEM的估计精度。该方法基于小波多分辨率分析理论,根据差分干涉相位不同组成的频率特性,利用小波分解重构均方根误差变化率确定分解层数,降低地形残差相位、噪声相位等对大气延迟误差相位估计的干扰,提取对流层延迟误差相位所在频带;然后结合对流层延迟误差相位和雷达坐标系下的DEM在不同尺度上的相关性定权并进行降权处理,重构解缠差分干涉图,改正差分干涉相位中与高程相关的对流层延迟的影响。采用本文方法对覆盖河南义马地区的2景ENVISAT ASAR数据进行处理,得到对流层延迟误差改正后的差分干涉图,估计的与高程相关的对流层延迟相位,与地形变化情况吻合。将对流层延迟误差改正后的干涉图用于DEM高程估计,结果显示本文方法重建的DEM与Aster GDEM的标准差由30.7 m提高到26.37 m,提高了InSAR DEM估计精度。     

基于DEM与GACOS的InSAR同震形变场大气误差校正北大核心CSCD

从全球地震频发地区选取多次地震事件,以精河地震为例研究基于DEM进行大气误差校正时拟合区选取方法;然后分别基于DEM和GACOS数据对同震形变场进行大气相位延迟改正以分析其校正精度及适用性。结果表明,扣除主要同震形变区域后的相位-高程相关系数大于0.4时,必须对获取的形变场进行大气误差校正,校正后噪声可下降约1~4 cm;相关系数为0.4~0.8时,可通过两种方法相互验证以校正精度;相关系数大于0.8时,可以只使用DEM拟合大气误差分布函数进行校正。基于GACOS进行大气误差校正具有普适性,用于大气噪声较为严重且与地形不相关的平原地区可取得较好效果。     

利用SBAS-DInSAR技术提取腾冲火山区形变时间序列

基于6景JERS-1 L波段SAR影像,利用小基线集-合成孔径雷达干涉测量技术,通过线性形变相位、非线性形变相位、大气延迟相位以及地形残差相位的分离,提取了腾冲火山地区1995—1997年间地表形变时间序列（雷达视线向）,与2003—2004年的GPS观测结果对比表明,SBAS-DInSAR技术提取地壳形变的精度可达亚厘米级。时间序列形变显示胆札-高田断裂两侧形变差异性显著,可能与其下方存在的地壳岩浆囊的活动有关。打鹰山地区地表形变揭示其下方可能存在隐伏断裂。     

GPS中性大气折射延迟的研究

简述了GPS大气折射延迟研究的进展,针对GPS对中性大气折射延迟改正精度的要求,给出了研究天文大气折射和中性大气折射延迟的一个可能方法,即:基于映射函数形式的天文大气折射模型,利用不同方位的天文大气折射值的测定数据,求解映射函数中的参数,进而可建立随观测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型。     

基于实测气象参数的InSAR大气校正及其应用研究

针对传统InSAR技术在监测地表形变时受对流层延迟影响的问题,利用地面实测气象参数和NCEP气象再分析资料建立大气校正模型,对生成的鄞州区干涉图进行对流层延迟校正,获取鄞州区2018～2020年高精度地表形变分布。为分析不同大气校正模型对对流层延迟效应的削弱效果,将监测结果与同期实测水准数据作对比。结果发现,地面气象信息模型、NCEP气象再分析资料模型和未加大气校正的InSAR监测结果的均方根误差RMSE分别为2.78 mm、3.86 mm、5.62 mm,表明利用地面气象信息模型校正大气相位误差具有更高的监测精度,能有效削弱对流层延迟对干涉测量结果的影响。     

基于CORS的DInSAR大气延迟校正方法研究

针对利用GPS数据改正DInSAR大气延迟误差中存在CORS站点稀疏的问题,给出一种广义曲面拟合插值模型,并基于北京地区的GPS观测数据和SAR影像对比较了反距离加权插值模型（IDW）和曲面拟合插值模型（CSF）用于区域对流层延迟建模的精度,然后对SAR差分干涉图进行大气延迟校正。结果表明,曲面拟合模型比反距离加权模型更能反映区域单差对流层延迟特性,两次实验的插值精度分别达到了7.1和3.5 mm。采用CORS观测数据和曲面拟合内插模型,可有效削弱DInSAR中的大气延迟误差,提高DInSAR测量结果的精度。     

基于网络法时序InSAR大气误差校正方法研究

将大气相位延迟对干涉图的影响分为3个主要分量,分别采用网络法进行解算和消除。以西藏崩错地区为实验区,利用2007~2010年期间20景ENVISAT ASAR数据对该方法进行验证,并采用一维协方差函数分别对校正前后的大气延迟误差进行估计。结果显示,协方差函数中平均方差从原来的3.1 mm²降到0.6mm²,降低了80%;e-folding波长从原来的1.5 km减低到0.21 km,减低了86%,说明网络法可以有效地校正干涉图中的大气相位延迟误差。     

中小地形对局地天气气候的影响

本文采用地形活动坐标系,研究在二维运动条件下地形对局地天气气候的影响。指出:地形对气流的影响不仅与地形高度z有关,而且与地形的坡度α,下垫面的热力分布,近地层大气稳定度г,垂直交换系数k以及基流v等诸因素密切相关。其中下垫面温差,地形坡度和基流尤为重要。     

GPS监测水汽与水汽辐射计数据的对比研究

针对水汽辐射计观测数据和并址的GPS观测数据,用GAMIT软件求解了台站的天顶总延迟和湿项延迟。运用湿项延迟与水汽含量之间的转换关系,对GPS监测的大气可降水量与水汽辐射计观测的水汽含量进行了对比研究,得出结果：由GAMIT解算出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．02mm,均方差为0．02mm,由气象文件求出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．03mm,均方差为0．02mm。表明用地面GPS监测大气水汽含量是完全可行的。     

重轨星载InSAR形变监测中一种改进的大气延迟相位校正方法

在传统空间辐射计方法基础上,将对流层中水汽垂直分层效应集成到校正模型中,提出一种改进的InSAR大气延迟相位校正方法。为验证改进方法的可行性,利用MERIS近红外水汽产品去除北京地区地面沉降InSAR监测中的大气延迟相位。以陆态网络GNSS站点监测结果为基准,验证改进的大气校正方法的监测精度。改进的大气校正方法、空间辐射计校正法和未校正的InSAR监测结果与陆态网络GNSS站点监测结果对比显示,均方根误差分别为0.388 cm、0.603 cm、0.685 cm,表明改进的方法相比于未校正和传统方法具有更高的精度,能有效削弱干涉图中的大气延迟相位误差。     

上海夏季雾霾的影响因素研究

由于对流层中气象因素变化剧烈且蕴含大量的水蒸气和颗粒物,雾霾的发生也极易改变卫星信号的传播路径,从而导致对流层延迟发生变化,因此重点研究气象因素与雾霾之间的相关性问题。通过上海市2016年62 d(DOY 153～214)的大气中污染物含量资料与天顶对流层延迟比较分析发现,大气中每种污染物含量基本呈现相似的走势,天顶对流层延迟随PM2.5含量增加而增大,且在日值数据的比较中发现,上海夏季的PM2.5含量与气压、气温和相对湿度成正相关关系,与风速、降水量呈负相关关系。     

GPT3模型估计对流层产品精度检验与分析

利用全球范围内224个IGS测站2019年的高精度对流层产品,对GPT3模型估计的天顶对流层延迟和大气水平梯度信息进行精度检验和分析。结果表明,精度在空间和时间分布上存在差异性,天顶对流层延迟、南北和东西方向大气水平梯度的平均偏差和均方根误差分别为0.12 mm/37.2 mm、-0.05 mm/0.49 mm、0.08 mm/0.57 mm。     

基于不同地形的GPS对流层延迟插值方法研究

通过利用北京、武汉两地的GPS数据,采用反距离加权法、克里金法研究不同地形下GPS对流层延迟插值效果.经比较,反距离加权法与克里金法的插值效果基本一致,在对武汉地区进行GPS对流层延迟插值时插值效果均在毫米级,在北京地区的插值效果则有不同:平坦地区插值效果达到毫米级;山区插值效果为厘米级,无法满足应用需求.     

基于MODIS和GPS的D-InSAR大气延迟改正

利用西安地区2006年7月至2009年7月7期GPS观测数据及相应的MODIS数据,分析MODIS水汽的校正模型.运用西安地区的Envisat数据和MODIS水汽数据进行D-InSAR大气延迟改正,实验结果表明:在大气状态变化缓慢时,利用MODIS数据对D-InSAR结果有一定的改善.     

高脊强暴雨过程的分析和预报

对于地形复杂的地区,低层大气的热力状况对暴雨的产生有着非常重要的作用。大气的总温度实际上是描述大气热力状况的物理量,仔细分析产生暴雨的中尺度能量系统,将有助于提高暴雨预报的准确率     

顾及多因子影响的中国西部地区大气加权平均温度模型精化研究

针对中国西部地区地形起伏较大等情况,分析大气加权平均温度(Tm)与测站高程、地面温度的关系,利用2014?2016年探空数据,在Bevis模型基础上建立一种与地面温度、高程和季节变化有关的新Tm模型.以2017年探空数据为参考值,对新模型进行精度分析,并与广泛使用的Bevis模型和GPT2w模型进行精度比较.结果表明,...     

2008年“威马逊”台风期间海上大气波导时空特征

结合 MM5数值模拟结果、天气图和卫星云图,系统分析了2008年“威马逊”台风引起的大气波导特征.本次台风过程中发生的大都为悬空大气波导,位于台风涡旋之外的西北部,台风越近波导高度、强度、厚度越大;同时数值模拟表明陆地地形对海上本次大气波导形成具有一定影响.利用大气波导这一特殊大气层结可以很好的评估和预测电磁波传播和海上探测通信系统     

连续台风时期香港区域的水汽变化分析

利用香港卫星定位参考站网GNSS观测数据,提取强热带风暴"塔拉斯"与热带风暴"洛克"影响期间各测站天顶方向对流层延迟,反演香港区域大气可降水量;根据香港区域49个天文台气象站提供的实测降雨量数据,分析大气可降水量与实际降雨量的相关性,以及两次台风对香港区域水汽时空分布的不同影响。结果表明,大气可降水量在台风影响前期均上升,在大量降雨后回落,但在连续台风的间歇期间,仍高于台风来临前的水平;水汽累积是大量降雨的前提条件,当水汽累积量相近时,水汽累积时长与累积降雨量呈正相关;台风期间大气可降水量值超过65 mm的区域面积与台风等级相关,台风路径对局部水汽分布有一定的影响。