理论教育 GBSAR变形监测的工作原理

GBSAR变形监测的工作原理

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:SAR影像中的相位包含了雷达中心到照射场景中不同物体的距离等几何信息。这些信息可以通过干涉技术获取得到,即至少两景SAR影像不同时刻同一目标的相位差。根据不同的监测方式,可将地基雷达变形监测分为连续监测与非连续监测两类。IBIS-L在不间断电源供电的情况下,全天时全天候地对观测区域进行变形监测称为连续监测模式,反之则称为非连续监测模式。在连续监测模式下,所采集到的SAR影像时间间隔是相等的。

GBSAR变形监测的工作原理

SAR影像中的相位包含了雷达中心到照射场景中不同物体的距离等几何信息。这些信息可以通过干涉技术获取得到,即至少两景SAR影像不同时刻同一目标的相位差。假设相位φ1和φ2分别来自两幅不同时刻、不同位置影像的同质像元(同一目标体对应的像元),则:

式中,R1和R2分别表示雷达中心到目标间的距离,φscatt是微波与被测量物体间相互作用而产生的相位偏移,λ为雷达波长,系数4π与信号双程传播路径有关。

那么干涉相位Δφ21,即两幅影像对应像元的相位差值可表示为:

理想情况下,可假设两影像间的相位偏移Δφscatt是可忽略的,从而上式可简化为:(www.daowen.com)

由于地基雷达的空间基线为0,则上式就是GBSAR进行变形监测的基本公式,可知干涉相位Δφ21同雷达与目标间的距离变化(R2-R1)直接相关,并且这种关系是两干涉像元间一一对应的。每对干涉影像对中经过干涉处理后得到的相位图,称为干涉图。上式是绝对理想情况下建立的干涉方程,而实际上,必须顾及干涉相位中含有许多其他因素:

式中,由于雷达信号在空气中传播,路径会受到大气影响,则φatmo2atmo1是两影像不同时刻下大气所造成的相位差,φnoise表示可能由相位偏移Δφscatt或其他噪声源所产生的相位噪声,类似于系统噪声,需要指出的是,地基SAR的干涉相位与星载SAR一样,因相位信息是通过反正切函数得到的,干涉相位值是缠绕的,即Δφ21∈(-π,π],需要通过解缠才能得到真实的相位差。

根据不同的监测方式,可将地基雷达变形监测分为连续监测与非连续监测两类。IBIS-L在不间断电源供电的情况下,全天时全天候地对观测区域进行变形监测称为连续监测模式,反之则称为非连续监测模式。在连续监测模式下,所采集到的SAR影像时间间隔是相等的。

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