王霞迎

東華理工大學(xué)測(cè)繪工程學(xué)院，江西 南昌 330013

合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)技術(shù)是近20年發(fā)展起來(lái)的新型微波遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)，突破了GPS等傳統(tǒng)測(cè)量手段以點(diǎn)構(gòu)網(wǎng)的特點(diǎn)，為大地測(cè)量科學(xué)在地表監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供一種全新的視角，成為人類更加全面地了解地表形變?yōu)暮σ?guī)律的重要手段。論文首先分析了常規(guī)InSAR中各種誤差特征及消除方法，重點(diǎn)研究了解纏誤差的探測(cè)及改正，大氣誤差在時(shí)序形變中的估算；同時(shí)，為全面了解研究區(qū)域形變規(guī)律，提出了一種基于升降軌InSAR和GPS獲取多維形變的方法；最后，根據(jù)試驗(yàn)形變區(qū)域水平運(yùn)動(dòng)特征，利用寬幅升降軌Sentinel-1數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)提出一種改進(jìn)的多維形變獲取方法，主要研究?jī)?nèi)容如下。

(1) 利用干涉對(duì)閉合環(huán)可揭示誤差的特征，提出了在數(shù)據(jù)預(yù)處理階段解纏誤差的探測(cè)及改正方法。此方法首先去除解纏干涉對(duì)中低通形變量，而后重新進(jìn)行相位解纏，查找目標(biāo)干涉對(duì)的閉合環(huán)，從而由多個(gè)閉合環(huán)殘差組合搜索解纏誤差，解算出解纏誤差數(shù)值。此方法摒棄了傳統(tǒng)人工識(shí)別解纏誤差的繁瑣，不僅可自動(dòng)進(jìn)行解纏誤差的識(shí)別和改正，還可以去除誤差較大的相位觀測(cè)。

(2) 改進(jìn)了時(shí)序形變解算中大氣和非線性形變的獲取方法。提出在函數(shù)模型中，將湍流大氣和非線性形變之和作為未知參數(shù)計(jì)算最優(yōu)估值，而后采用奇異譜分析從估值中分離出大氣。對(duì)比Usai和Bernard兩種函數(shù)模型采用等權(quán)和自適應(yīng)隨機(jī)模型的解算結(jié)果，通過(guò)僅含有大氣誤差的干涉對(duì)驗(yàn)證，結(jié)果顯示論文提出的函數(shù)模型采用等權(quán)隨機(jī)模型，估計(jì)出的大氣誤差與干涉對(duì)具有較好的一致性。

(3) InSAR與GPS融合是構(gòu)建多維形變場(chǎng)的主要技術(shù)手段。論文提出以抗差估計(jì)在函數(shù)模型中求解升降軌InSAR數(shù)據(jù)的系統(tǒng)偏差常量，并用克里金插值GPS站點(diǎn)形變量以實(shí)現(xiàn)與InSAR的空間分辨率相一致。而后，解算了2009—2010年ENVISAT ASAR和ALOS PALSAR數(shù)據(jù)的西安市年形變速率和GPS站點(diǎn)在東西、南北和垂向的三維形變量。采用3種方案對(duì)比分析，并用水準(zhǔn)點(diǎn)垂向形變量驗(yàn)證，結(jié)果顯示：忽略南北向形變，使用升降軌InSAR解算西安市東西和垂向形變的結(jié)果最為可靠。

(4) 根據(jù)洛杉磯區(qū)域水平運(yùn)動(dòng)特征，統(tǒng)一升降軌Sentinel-1數(shù)據(jù)和GPS的時(shí)空分辨率，結(jié)合GPS的南北向和東西運(yùn)動(dòng)速率和升降軌InSAR年形變速率，獲取三維形變速率場(chǎng)。分析洛杉磯區(qū)域2015—2018年在水平方向勻速運(yùn)動(dòng)的形變特點(diǎn)，結(jié)合InSAR和GPS形變數(shù)據(jù)，獲取了洛杉磯盆地的三維平均速率形變及其他形變區(qū)域中心的垂向時(shí)間序列，并采用相應(yīng)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，解算結(jié)果具有較高的符合性。