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《干涉测量合成孔径雷达技术原理及其在测量地震形变场中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、地震学报ACTASEISMOLOGICASINICA第20卷第6期1998年11月(647～655)Vol.20,No.6Nov.,1998干涉测量合成孔径雷达技术原理及Ξ其在测量地震形变场中的应用单新建叶洪(中国北京100029中国地震局地质研究所)摘要介绍了雷达遥感技术的发展、现状及应用前景;较详细地论述了干涉测量合成孔径雷达INSAR(interferometricsyntheticapertureradar,简称:干涉雷达)技术的原理,并给出了在测量地震位错中的几个应用;最后指出,INSAR在观测地表垂直形变中具有不可替代的应用潜
2、力,它将为监测地震动态场的变化提供全新的手段和方法,对今后地震预测工作将起到极大的推动作用.关键词雷达遥感INSAR技术垂直形变引言遥感技术经过30多年的发展,已与全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等学科相互渗透、相互融合,形成了新型的对地观测系统,是当代最具革命性的科学技术,为地学研究提供了全新的方法和技术手段,从而使地学的研究范围、内容和方法发生了重大变化(徐冠华等,1996;李德仁,1996).1978年L波段星载雷达卫星SeasatSAR的发射,揭开了星载雷达遥感技术的新篇章.之后,美国“哥伦比亚”号航天飞机于1981
3、年载合成孔径雷达SIR2A升空;“挑战者”号航天飞机于1984年载SIR2B升空;“奋进”号航天飞机于1994年载SIR2C升空;1991年欧空局发射试验性载SAR遥感卫星ERS21(C波段,VV极化,分辨率为30m);1992年日本JERS21(L波段,HH极化,分辨率为18m)发射;到1995年加拿大的商业雷达卫星RADARSAT(C波段,HH极化,最优分辨率10m,重复周期24d)的发射,再一次将星载雷达推向高潮,使合成孔径雷达SAR(syntheticapertureradar)技术得到了广阔的应用.在所获取的SAR图像中,且还记
4、录了相位信息,具有光学遥感无法相比的优势.不但记录了地物的强度信息,而在众多的雷达遥感技术中,干涉测量合成孔径雷达(INSAR)技术取得了令世人瞩目的成绩,它与GPS、VLBI和SLR等空间技术一道,构成了空间测地技术的主体.INSAR技术利用相位信息,通过干涉处理获得数字地面模型(Graham,1974;Rogers,1969)和地表Ξ国家自然科学基金(49802027)资助项目.1998204206收到初稿,1998208218收到修改稿并决定采用.综述形变信息(Kwok,于初步应用阶段,Fahnestock,1996).虽然INSA
5、R技术没有像GPS技术那样成熟,还处但随着雷达遥感系统的飞速发展,可以预计,在近年内INSAR技术将起到与GPS同等重要的作用.INSAR技术与GPS技术在内容上相互补充、相互依托.IN2SAR技术可获取高精度的活动断层垂直形变信息,GPS可获取高精度的活动断层水平形变信息,利用两者都具备的准实时、动态、全天候的特点,在时间轴上把水平位移与垂直位移作矢量叠加,便可得出活动断层的三维动态形变场.因此,INSAR技术的应用,将使我们重新认识地壳形变位移场和速率场的动态过程,从孕震环境、活动构造和介质特性方面为地震的中期、短期和临震预报提供可靠
6、的前兆信息,从而推动地球动力学、运动学、地震预测等学科的发展.1合成孔径雷达SAR技术我们知道,卫星雷达天线越长,对地物的观测分辨率就越高.SAR技术正是利用这一原理,靠有限的天线长度来提高分辨率.它的基本原理是:卫星在轨道飞行中,在不同位置上定时地对同一地物发射电磁波脉冲信号,然后接收回波信号,在某种意义上,可以认为是延伸了雷达天线的长度,从而大大提高了分辨率.SAR的分辨率包括距离分辨率和方位分辨率.距离分辨力是在脉冲发射的方向上,能分辨出两个目标的最小距离,与脉冲宽度有关,目前是采用脉冲压缩技术实现的.方位分辨率指相邻的两束脉冲之间
7、,能分辨两个目标的最小距离,它是利用回波信号的多普勒频移实现的.方位分辨率与波长Κ、斜距R成正比,与天线孔径d成反比.目前经常使用的成像雷达卫星参数如表1所示.表1几个星载SAR的参数雷达ERS21SARJERS21SARSIR2CƒX2SARRADARSATEOSSAR发射国家发射时间飞行高度ƒkm轨道倾角ƒ(°)波段极化方向欧空局199178598CVV日本199256898LHH加拿大199579298.6CHH美国2欧空局2日本预计199962098L,C,XQuad(L)Dual(C,X)15～4030～50020～250美国1
8、99621557L,C,XQuad(C,L)VV(X)15～6010～1502525数字入射角ƒ(°)辐照宽度ƒkm距离分辨率ƒm方位分辨率ƒm记录方式23(中心区)100<33<30数字35
