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1、InSAR中的误差分析和可靠性理论123宋小刚,王尚,席广永(11武汉大学遥感信息工程学院,武汉430079;21建设综合勘察研究设计院,北京100007;31黄河勘测设计有限公司,郑州450003)摘要:基于雷达干涉测量的原理,对InSAR中的一般误差和大气误差进行了分析,分别就定位误差和形变测量的影响建立了误差模型,定量地分析了各种误差对InSAR结果的影响程度,从而为技术应用范围,误差消除方法的选择,以及利用外部数据源的精度要求提供依据。同时讨论了粗差存在情况下InSAR配准和基线精化中的可靠性问题,通过可靠性分析,最优化控制点配置和数目,使系统具有较强的几何强度和抗差能力。关键词:雷达
2、干涉测量;误差分析;大气影响;可靠性中图分类号:P22511文献标识码:AAbstract:BasedontheprincipleofInSAR,numerouserrorsourcesinInSARareanalyzedcarefully.Theerrormodelsareestablishedforerrorpositioninganddeformationmeasuringrespectively.TheimpactsofallerrorsonInSARresultareanalyzedquantitatively,whichprovideabasicideatoevaluatethea
3、pplicationscopeofthetechnique,theselectionoferrorcorrectionmethodandtheprecisionrequestforexternaldatasourcesetc.Thereliabilityprobleminco2registrationandbaselineestimationisalsodiscussedinthepresenceofoutliers.DeploymentandnumberofGCPsareoptimizedthroughthereliabilityanalysis,whichcanmakethesystemm
4、orecapableofresistingoutlierswithstronggeometricstrength.Keywords:InSAR;erroranalysis;atmosphericeffect;reliability另外,在许多商业的InSAR处理系统中都没考0引言虑粗差,它们都是假设原始观测值的误差服从高斯雷达干涉测量(InSAR)技术及相关的差分技分布。这样在配准中的几何模型建模和基线精化术(D2InSAR)已广泛地应用于米级精度的地形测中,如果有粗差存在,最小二乘法所获得的最似然量和厘米级的形变监测,涉及的领域包括地壳运参数估计的结果就会被严重扭曲。因此,在LS估动、冰川移
5、动、地震、滑坡以及地面沉降监测等。计中,需要同时考虑精度和可靠性。可靠性被看作与传统基于点的陆地(三角、三边和水准测量)和为一个估计系统探测和抵制粗差的能力。可靠性研空间大地测量(甚长基线干涉测量、卫星激光测距究经常有两项任务:最优化观测计划,使得系统可和GPS)技术相比,InSAR具有特有的优势,它是以抵制粗差;寻求有效的参数解算方法,这种方法一种基于面的形变测量方法,不要求艰苦的野外作受粗差的干扰小。业。这种测量手段提供了较高的空间分辨率(几十1InSAR中的一般误差分析米)、广阔的区域覆盖(几千平方公里)和与传统[1]方法相匹敌的精度(毫米到厘米级)。更重要的111定位误差的评价是,这种
6、技术可以在恶劣的气候条件下日夜地进行Rosen在2000年的研究中,通过对方程ˆP=Sˆ观测。尽管InSAR有其无可比拟的优势,但干涉测+Lˆ=Sˆ+R^l中各参数和观测量进行微分而推导了量中也有许多误差源影响了干涉相位测量值的质干涉测量定位的误差模型(具体详见文献[2])。这量,在地形和形变估计中,增加了噪声水平或者是里ˆP为目标点位置适量,Sˆ是卫星平台的位置矢引入了系统偏差。这些误差包括仪器噪声、轨道误差、大气干扰、时间去相关、差分干涉图中残余的收稿日期:2006204213地形信号以及数据处理过程中引入的误差等。对这基金项目:国家自然科学基金资助项目(60472039).些误差的充分描
7、述和分析,可以让我们合理地解释作者简介:宋小刚(1979-),男(汉族),内蒙古乌盟人,干涉测量的结果。博士生.2007年第2期工程勘察GeotechnicalInvestigation&Surveying57©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net[2
