合成孔徑雷達差分干涉（D-InSAR,Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar）通過處理不同時刻獲取的且能夠覆蓋同一地區(qū)兩幅SAR影像,得到影像中的相位信息,測量地表厘米級的形變。相比傳統(tǒng)測量以獨特的優(yōu)勢成為監(jiān)測地表形變的一種重要技術(shù)手段,廣泛應(yīng)用在地表形變監(jiān)測中。但一方面由于其精度和可靠性受到干涉失相關(guān)及大氣延遲不利因素的影響制約了在長時間緩慢地表形變監(jiān)測中的應(yīng)用,另一方面對于形變梯度較大的形變,相位解纏出錯無法獲取準確的大量級的形變信息。在地表形變信息提取時為了克服和改善D-InSAR在緩慢地表形變和形變梯度大這兩種地面沉降應(yīng)用中的弊端,利用時序InSAR技術(shù)通過提取穩(wěn)定點相位信息反演緩慢地面沉降規(guī)律以及采用偏移量追蹤技術(shù)基于幅度信息獲取大梯度地面沉降情況,兩種監(jiān)測技術(shù)都已取得了一定的研究成果。目前地面沉降給人們生產(chǎn)和生活帶來了很多危害,沉降監(jiān)測成為尤為重要的任務(wù),本文針對以上兩方面的問題,系統(tǒng)的介紹了 SAR提取地表形變的原理和數(shù)據(jù)處理的主要步驟,分析了其監(jiān)測精度以及影響精度的誤差來源,在介紹兩種技術(shù)的原理的基礎(chǔ)上... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線

2SAR地表形變監(jiān)測基本原理及誤差來源72SAR地表形變監(jiān)測基本原理及誤差來源2.1引言SAR影像用于監(jiān)測地表形變一般分為兩類方法；一類是通過圍繞干涉相位發(fā)展起來的差分干涉技術(shù)以及時間序列方法處理和分析來提取地表形變；另一類是基于SAR影像幅度信息計算互相關(guān)系數(shù)峰值的偏移量追蹤方法。本章對兩類方法的基本原理進行介紹，闡述兩類方法提取形變的基本流程以及處理過程中的誤差來源。2.2差分InSAR技術(shù)基本原理2.2.1InSAR干涉幾何原理星載SAR系統(tǒng)屬于重復軌道干涉系統(tǒng)，特征是單天線通道接受信號，衛(wèi)星雷達以一定的周期和小幅度的軌道偏離對同一地區(qū)重復成像，兩側(cè)獲得的SAR影像對應(yīng)像素的相位值進行差分得到干涉相位圖[49]。結(jié)合幾何原理如圖2.1所示闡述InSAR主要的干涉幾何關(guān)系。圖2.1InSAR干涉幾何模型如圖2.1所示，假設(shè)衛(wèi)星以垂直形式飛入地面，沿著S1和S2軌道對地面的目標P的分別進行成像，通過雷達傳感器對地面目標P以電磁波的形式傳播來回的信號。圖中，沿著法線方向目標點P距離參考面長度（即大地高）為h；R1,R2分別表示衛(wèi)星雷達在S1(主影像)和S2(副影像）位置對P點觀測時的斜距；H為衛(wèi)星通過時時距離參考面的距

西安科技大學全日制工程碩士學位論文10參考橢球面相位、地形引起的相位和形變相位的幾何模型。圖2.2為相位幾何圖。圖2.2相位幾何圖（1）參考橢球面相位幾何模型為了求得地面點P的參考橢球面相位，依據(jù)SAR成像具有斜距投影特性，可將P點等斜距投影至參考橢球面，得到P0點，則有11Rr,對應(yīng)于主影像的衛(wèi)星雷達至P0點的側(cè)視角0。此時參考橢球面相位ref根據(jù)下式計算：)(4)(42121rrRrref(2.15)根據(jù)圖2.2可知，)sin(021||BBrrR得到)sin(440|BBref(2.16)（2）地形相位幾何模型SAR觀測實際地表往往不位于參考橢球面上，如圖2.2中的P點，是具有一定大地高h的地面點。此時InSAR干涉相位的構(gòu)成除了參考橢球面之外，還包含了由于目標大地高h引起的相位分量，即地形相位。從圖2.2中得知由于觀測目標P的大地高h導致雷達側(cè)視角增加了，導致22Rr，兩次SAR影像對應(yīng)的斜距差為：21RRR(2.17)根據(jù)斜距差與基線的關(guān)系：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]時序InSAR技術(shù)在地球環(huán)境監(jiān)測及其資源管理中的應(yīng)用:以交城-清徐地區(qū)為例[J]. 師蕓,李偉軒,唐亞明,席磊,孟欣.  武漢大學學報(信息科學版). 2019(11)
[2]惠州市惠城區(qū)水資源供需平衡分析及配置探討[J]. 廖葉穎.  廣東水利水電. 2019(07)
[3]基于SBAS和IPTA技術(shù)的京津冀地區(qū)地面沉降監(jiān)測[J]. 曹群,陳蓓蓓,宮輝力,周超凡,羅勇,高明亮,王旭,史珉,趙笑笑,左俊杰.  南京大學學報(自然科學). 2019(03)
[4]基于PS-InSAR和SBAS技術(shù)監(jiān)測南京市地面沉降[J]. 高二濤,范冬林,付波霖,雍琦,蘭艷萍.  大地測量與地球動力學. 2019(02)
[5]SBAS技術(shù)在地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用——以武漢市為例[J]. 藍秦隆,鄒進貴.  測繪通報. 2018(S1)
[6]粵東盆地早侏羅世金雞組物源分析及其對華南構(gòu)造背景的約束[J]. 劉念,姜寶玉,周雪瑤,周衛(wèi)明.  高校地質(zhì)學報. 2018(01)
[7]InSAR變形監(jiān)測方法與研究進展[J]. 朱建軍,李志偉,胡俊.  測繪學報. 2017(10)
[8]融合D-InSAR和Offset-tracking技術(shù)的礦區(qū)沉降信息提取[J]. 劉沂軒,楊俊凱,范洪冬,杜珍應(yīng),曹久立.  河南理工大學學報(自然科學版). 2017(05)
[9]廣東省龍門上窩礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦地質(zhì)特征及開發(fā)利用前景[J]. 鐘艷飛,冀英梅,葉荷.  城市建設(shè)理論研究(電子版). 2016(31)
[10]短基線集InSAR技術(shù)用于大同盆地地面沉降、地裂縫及斷裂活動監(jiān)測[J]. 楊成生,張勤,趙超英,季靈運.  武漢大學學報(信息科學版). 2014(08)

博士論文
[1]面向礦區(qū)大梯度形變監(jiān)測的SAR影像Pixel-tracking關(guān)鍵問題研究[D]. 黃繼磊.中國礦業(yè)大學 2017
[2]高分辨率相干散射體雷達干涉建模及形變信息提取方法[D]. 于冰.西南交通大學 2015
[3]基于InSAR觀測同震地表形變場反演汶川地震斷層滑移[D]. 楊瑩輝.西南交通大學 2015
[4]區(qū)域性地面沉降InSAR監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 葛大慶.中國地質(zhì)大學（北京） 2013
[5]差分干涉雷達技術(shù)用于不連續(xù)形變的監(jiān)測研究[D]. 趙超英.長安大學 2009

碩士論文
[1]Sentinel-1數(shù)據(jù)在同震形變和震后形變研究中的應(yīng)用[D]. 陳樹.中國地震局地震預測研究所 2018
[2]甘肅黑方臺黃土滑坡InSAR精細化識別與監(jiān)測[D]. 朱文峰.長安大學 2018
[3]TOPS模式Sentinel-1數(shù)據(jù)地面沉降監(jiān)測研究[D]. 吳岳.中國礦業(yè)大學 2017
[4]基于地統(tǒng)計學的陜北黃土高原地形空間分異規(guī)律研究[D]. 田丹.南京信息工程大學 2016
[5]時序InSAR技術(shù)在常州市地表形變監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D]. 林輝.南京大學 2016
[6]基于偏移追蹤法的D-InSAR礦區(qū)形變監(jiān)測技術(shù)[D]. 姚丹丹.中國礦業(yè)大學 2016
[7]神東礦區(qū)開采沉陷干涉測量與時空變化規(guī)律分析[D]. 楊亞莉.河南理工大學 2016
[8]基于SAR圖像的輸電走廊含水量分布信息提取方法研究[D]. 曾令軍.電子科技大學 2016
[9]SAR/InSAR技術(shù)用于礦區(qū)探測與形變監(jiān)測研究[D]. 牛玉芬.長安大學 2015
[10]InSAR技術(shù)及其在礦區(qū)大梯度沉陷監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D]. 馬飛.西安科技大學 2013



本文編號：3251180