gps和insar技术集成和应用

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1、GPS和InSAR技术集成和应用［摘要］本文介绍了GPS和InSAR技术，将两者的优势和特点相互对比，揭示二者的互补性及集成的必要性，同时阐述了GPS和InSAR集成与”3S”集成的关系，就GPS和InSAR集成应用实例及趋势做分析，并指出了进一步的研究方向。［关键字］GPSInSAR3S系统集成变形监测［中图分类号］P228.4［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-3-298-21GPS与InSAR技术1.1GPS与InSAR技术简介GPS利用多颗卫星组成的空间卫星星座对地面点进行距离测量，然后通过空间后方交会理论来确定地面点的位置，

2、具有全天候、高精度、自动化观测以及高效益等优点，被广泛应用于大地测量、工程测量、运载工具导航和管制、地壳运动或变形监测等诸多领域。而InSAR是合成孔径雷达干涉测量的简称，使用卫星或飞机等飞行平台搭载的合成孔径雷达系统，通过单轨模式或重复轨道模式，获取地面同一景观的复图像对，通过影像数据处理和几何转换等来提取目标区域的三维信息，它具有覆盖面积大、空间分辨率高、快速实时的特点，被广泛应用于获取地面DEM、地面变形监测等方面。但GPS与InSAR技术各具优点也各有一定的局限性:GPS受到接收机数量限制，在空间域的分辨率较低。而InSAR由于雷达卫星有固定的运

3、行周期，难以满足在时间域的分辨率，且数据质量还受到大气层延迟、卫星轨道误差和时间去相关性等因素影响，易导致InSAR图像解释错误。1.2GPS与InSAR各自特点的对比从上表可以看出，两种对地观测技术具有很好的互补性，GPS与InSAR两种方法的结合，能够在空间域和时间域同时提升地表形变监测的能力：(1)在空间范围上，GPS的监测范围仅仅局限于一定区域，而利用InSAR可以监测大范围的变形，能得到地表整体连续的变化趋势；(2)GPS采集数据为点位式数据，属于空间上的离散数据，不足以满足高空间分辨率形变监测的需求，InSAR提供的是图像信息，其空间分辨率可

4、以达到较高的精度，提供的是整个区域面上的连续信息。(3)在时间分辨率上，InSAR数据主要来源于星载SAR,雷达卫星运行的重复周期需要很多天，很难提供足够的时间分辨率；GPS可以在很短的时间间隔内重复采集数据，能提供时间分辨率很高的观测数据。(4)GPS获得的是高精度的绝对坐标，而InSAR仅提供相对坐标；(1)InSAR对于大气参数的变化、卫星轨道参数误差和地表覆盖的变化非常敏感，干涉像对空间基线和时间基线受一定限制；而GPS技术可以提供对流层延迟和电离层延迟信息，这是校正InSAR数据误差的重要依据。从以上对比可以看出，GPS与InSAR集成既可以改

5、正InSAR数据本身难以消除的误差，又可以实现GPS技术高时间分辨率、高平面位置精度与InSAR技术高空间分辨率、高垂直变形精度的有效统一，实现GPS与InSAR的优势互补。1GPS与InSAR的集成目前，GPS与InSAR的集成已成为一个新的发展方向。将二者集成，以突破单一技术应用的局限，发挥其各自优势,大幅度提高空间域和时间域的分辨能力。GPS与InSAR合成一般通过双内插双估计(DIDP)方法实现。实现步骤如下：(1)由GPS导出大气传输误差改正，估算出大气中水蒸气沉淀量和电离层延迟改正；(2)利用GPS定位结果作为约束条件对雷达卫星轨道误差进行修

6、正。在地面GPS接收机位置同步放置一种叫“角反射器”的装置，当遥感雷达覆盖这些GPS控制点并成像时,会在相应雷达图像上产生标志这些GPS控制点位置的亮点，利用这些GPS控制点计算出相应参数可以对雷达卫星轨道进行三维精确纠正。(1)基于GPS纠正的InSAR图像。首先利用已经校正的InSAR数据通过空间域内插对GPS进行格网加密，再通过高时间频率GPS数据在时间域上对上述已加密过的格网再行内插和加密，最后在双内插的基础上，利用卡尔曼滤波对格网中的所有点进行估计，最终得到所有点的形变量及趋势。1GPS与InSAR集成与"3S”集成InSAR属于遥感范畴，GP

7、S与InSAR集成即GPS与RS的集成，属于“3S"集成中的一个方向。"3S"集成主要包括GPS与GIS的集成、RS与GIS的集成、GPS与RS的集成以及GPS、GIS、RS三者的集成。在"3S”集成技术中，3个“S”之间形成"一个大脑，两只眼睛”的框架：GIS主要作用是存储、处理、分析、管理与应用地理信息数据，扮演"大脑”的角色。GPS和RS则分别具有高精度地获取点位数据的作用和快速获取大面积影像信息的作用，共同扮演两个“眼睛”的角色。在这个由3个“S”构成的三角形中，在完善“3S”间两两集成的同时也为GIS、GPS和RS三个的集成奠定基础。2GIS+

8、GPS+InSAR集成平台在滑坡监测中的应用GIS作为集成平台，在滑坡的监测过程