[发明专利]一种InSAR震间形变监测中的大气延迟校正方法

说明书

本发明公开了一种InSAR震间形变监测中的大气延迟校正方法，属于微波遥感测量技术领域，包括如下步骤：步骤1：优化选择获取M1幅高质量干涉图；步骤2：利用GPS观测水平速度场数据反演块体运动和断层闭锁模型，并结合反演数据正演模拟地表形变场；步骤3：从InSAR数据中移除模拟地表形变相位；步骤4：准确估计大气时空域滤波窗口，从InSAR解缠相位中精确去除大气延迟相位；本发明解决了传统InSAR震间形变提取过程中由于震间形变和大气误差相互耦合，无法准确进行大气延迟校正的技术难点，具有较高的科学意义及实用价值。

技术领域

本发明涉及空间对地观测、大地测量及地质灾害监测中获取大范围、高精度、多时相的地表变形信息等领域，具体涉及一种InSAR震间形变监测中的大气延迟校正方法，属于微波遥感测量技术领域。

背景技术

干涉雷达指采用干涉测量技术的合成孔径雷达（InSAR），是新近发展起来的空间对地观测技术，是传统的SAR遥感技术与射电天文干涉技术相结合的产物。它利用雷达向目标区域发射微波，然后接收目标反射的回波，得到同一目标区域成像的SAR复图像对，若复图像对之间存在相干条件，SAR复图像对共轭相乘可以得到干涉图，根据干涉图的相位值，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出目标地区的地形、地貌以及表面的微小变化，可用于数字高程模型建立、地壳形变探测等。

目前国内外大量学者致力于InSAR形变监测中的大气延迟校正研究，常用的InSAR 大气校正方法总体上可以分为基于外部气象数据的建模方法和基于统计的时空滤波方法两种类型。其中基于外部气象数据的建模方法通过数学模型，结合遥感水汽产品定量计算大气延迟相位，如MERIS和MODIS水汽产品、ERA-Interim再分析资料、WRF数值预报模型等，该方法效果较为理想但对外部数据的要求较高，易受云雨天气影响等问题，适用性较低。基于统计的时空滤波方法是目前时序InSAR 中常见的大气校正方法，通过统计不同相位成分的时空相关特征，在时间域和空间域进行高斯滤波即可分离大气效应，但对SAR 影像的数量有一定要求。

利用InSAR技术获取震间地表形变研究中，大多学者直接在带有形变相位信息的InSAR数据基础上利用上述方法进行大气延迟校正，而震间形变微弱，信噪比小，形变信号很容易被大气误差淹没，且以长波为主的震间形变信号和长波大气误差常常耦合在一起难以分离。因此，在带有形变相位的InSAR数据基础上去除大气相位，常常会在大气延迟相位校正过程中去除掉部分震间形变相位，或者造成大气延迟相位去除不精确的情况，从而导致获取的震间形变结果不够准确与实际情况存在偏差。

综上所述，在InSAR高精度微弱震间形变信号提取过程中，如何有效分离长波长地表形变信号和大气误差信号，进行大气延迟相位的精确移除，是我们需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种InSAR震间形变监测中的大气延迟校正方法，其解决了传统InSAR震间形变提取过程中由于震间形变和大气误差相互耦合，无法准确进行大气延迟校正的技术难点，具有较高的科学意义及实用价值。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种InSAR震间形变监测中的大气延迟校正方法，包括如下步骤：

步骤1：优化选择获取M1幅高质量干涉图；

步骤2：利用GPS观测水平速度场数据反演块体运动和断层闭锁模型，并结合反演数据正演模拟地表形变场；

步骤3：从InSAR数据中移除模拟地表形变相位；

步骤4：准确估计大气时空域滤波窗口，从InSAR解缠相位中精确去除大气延迟相位；

步骤5：将模拟地表形变相场还原至滤波后的InSAR数据中，结合相位分离算法获取研究区卫星视线向震间地表形变场；