王霞迎

東華理工大學測繪工程學院，江西 南昌 330013

合成孔徑雷達干涉測量(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)技術是近20年發(fā)展起來的新型微波遙感對地觀測技術，突破了GPS等傳統(tǒng)測量手段以點構網(wǎng)的特點，為大地測量科學在地表監(jiān)測領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，重點研究了解纏誤差的探測及改正，大氣誤差在時序形變中的估算；同時，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)試驗形變區(qū)域水平運動特征，利用寬幅升降軌Sentinel-1數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)提出一種改進的多維形變獲取方法，主要研究內(nèi)容如下。

(1) 利用干涉對閉合環(huán)可揭示誤差的特征，提出了在數(shù)據(jù)預處理階段解纏誤差的探測及改正方法。此方法首先去除解纏干涉對中低通形變量，而后重新進行相位解纏，查找目標干涉對的閉合環(huán)，從而由多個閉合環(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)人工識別解纏誤差的繁瑣，不僅可自動進行解纏誤差的識別和改正，還可以去除誤差較大的相位觀測。

(2) 改進了時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。對比Usai和Bernard兩種函數(shù)模型采用等權和自適應隨機模型的解算結(jié)果，通過僅含有大氣誤差的干涉對驗證，結(jié)果顯示論文提出的函數(shù)模型采用等權隨機模型，估計出的大氣誤差與干涉對具有較好的一致性。

(3) InSAR與GPS融合是構建多維形變場的主要技術手段。論文提出以抗差估計在函數(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站點形變量以實現(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站點在東西、南北和垂向的三維形變量。采用3種方案對比分析，并用水準點垂向形變量驗證，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)域水平運動特征，統(tǒng)一升降軌Sentinel-1數(shù)據(jù)和GPS的時空分辨率，結(jié)合GPS的南北向和東西運動速率和升降軌InSAR年形變速率，獲取三維形變速率場。分析洛杉磯區(qū)域2015—2018年在水平方向勻速運動的形變特點，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)域中心的垂向時間序列，并采用相應的方法進行驗證，解算結(jié)果具有較高的符合性。