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《新技术在城市地面沉降研究中的应用：遥感卫星雷达干涉测量（insar）》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、新技术在城市地面沉降研究中的应用：遥感卫星雷达干涉测量（InSAR）2001年第2期新技术在城市地面沉降研究中的应用遥感卫星雷达干涉测量(hsAR)陈基炜(上海市地质勘查技术研究院上海200072)■l本文综述了遥感卫星合成孔径雷达(Sart)干涉测量及差分干涉测量的基本原理.针对近年来国外IaSAR在地面沉降方面的研究成果,重点讨论了D—InSAR在国内太中城市进行地面沉降监测应用的可能性,对SAR数据的获取方法进行了阐述,并对这种方法目前的进展及末来应用前景进行了探讨.关键调遥感合成孔径雷达雷达干涉测量雷达差分干涉测量地面沉降相位解缠
2、干涉堆战1概述常规城市地面沉降监测一般采用重复精密水准测量方法,布设成一,二等水准网后通过严密的平差程序,最终提取出每一期的微小地面沉降变化值.这种方法早期在我国的大中城市特别是在措海的我国最大工业城市上海就已开始应用,而且沿用至今,积累了很多成功的经验.近十年来,随着空问测量技术的发展,目前这种野外作业周期长,耗费大量人力物力的传统测量方法已逐渐为周期短,精度高,布网迅捷的GPS(全球定位系统)技术方法替代.作为空问测量技术的一个重要分支,空间对地遥感技术特别是卫星雷达测量技术近几年来也得到了迅猛的发展,其中卫星雷达干涉测量方法(h酣R
3、)业已进入到一个新高度,即利用卫星雷达差分干涉测量(D—L~SAR)来探测地表的微小地形变化信息的技术.目前,雷达差分干涉测量利用了遥感卫星多时相的复雷达图像相干信息进行地表的垂直形变量的提取,其精度已经达到了毫米级,其应用已经在国外的工程技术刊物中多见报道.在20O0年意大利召开的国际第六次地面沉降会议上,有关雷达干涉测量新技术应用的论文已经多达5—6篇,地区已经包括美国,英国,加拿大,意大利以及瑞士等国家.雷达干涉测量(h跚t)和差分雷达干涉测量(D—h跚t)被认为是当代遥感学科中的重要新成果.最近美国"奋进"号航天飞机上双天线雷达测
4、量结果使人们更加注视到这一技术的发展.2卫星雷达干涉测量的原理2.1现有雷达卫星系统雷达干涉测量提供给我们连续的空间覆盖能力和高精度信息.自1991年欧空局(mA)发射地球资源卫星ERS一1以来,雷达卫星系统目前已达到5套,列于下表1.裹1现有雷达卫曼系统T曲le10Ir瑚l哪鞠lel埘墨栅分辨率扫描带宽重复周期卫星发射国家发射时间卫星高度(km)(m)(hI)(天)E船一l欧空局l钟l7B2—730l02.535^UAZ—l俄罗斯l钟l3∞l5—3o4510十月J髓一1日本l992568l87544EIls一2欧空局l9蛄782～785
5、30l位.5日d一l加拿大19蛄793～8219～2550—50024收辅日崩:20咀一啦一l8作者伯舟:l末鲞蚌,礓士.工程师,1969年7月出生,1994年毕业于中凋科学院武汉测量与地球抽理研完所,现主要从事GPs应用开发,工程测量厦工程苴洲手工作.?46总第78期2.2雷达干涉测量的成像几何关系卫星雷达测量利用的是卫星上的合成孔径雷达(SAR)进行遥感测量的.众所周知,被动式的光学遥感图象信号是亮度,它是用各种成像传感器获取地物的影象,其几何信息用来确立地物的空间位置的大小,辐射信息用来目视和计算机解译以确立目标的类别和属性.与被动
6、式光学传感器不同,合成孔径雷达是一种主动式遥感,它是通过接收自身向地面发射的微波信息的后向发射信号,组成亮度加相位的雷达记录.同一地区的不同时期雷达图象构成该地区的复雷达图象.雷达差分干涉测量(D—InSAR)正是利用这种复雷达图象的相位差信息来提取地面目标微小地形变化信息的技术.获取复雷达图象的干涉模式主要有:沿轨道法,垂直轨道法和重复轨道法.雷达干涉测量(InSAR)的成像几何可用图1表示.鸯;,\H围l■选干涉测量的成像几何关系F.1Ge呻-曲crdattomhip0fhs^R田2■达差分干涉量的成像几何关系F.2(咖lecrd
7、柚l蚰曲0fⅡ一s^R从中可以导出以下主要关系::4兀/'Bsin(O—d)讳:4A?Bo0s(0一a)?dOh:H'tBl岛='b~/[4n'B'o∞(一a)]:H'tan0.??砰[4n?BJ_]其中h即为所要求解的高差.差分干涉测量的成像几何以三轨道法为例表示如图2所示.根据图1及图2和前面的公式可导出差分干涉测量(D—InSAR)的主要几何关系:?4n/X(dr一8I)=4/?dr+4n/k?(一&)献:一?(十一4n/X?dr)相位差对地形变化的敏感性可表示成:d(8)/d():4n/X及8=2nb'r可以看出,D—In
8、SAR和雷达发射微波波长及地表微小形变有关,而同雷达的空间分辨率无关.这也正是雷达差分干涉能够探测地表微小形变的原因.2.3霄达干涉测量的处理流程雷达干涉测量的数据处理包括:用轨道参数法或控制
