基于空间插值算法的InSAR大气延迟改正方法研究及应用
发布时间：2021-07-03 11:15
随着科学技术的不断革新及工程应用领域的持续扩展,对InSAR技术监测精度要求也在不断提高。由于大气水汽在时空上的不稳定特性,大气延迟相位误差的去除工作面临着严峻考验。虽然在该技术发展的道路上,不断有学者提出在大气延迟方面改进InSAR监测精度的方法,如利用GPS数据、MERIS/MODIS近红外水汽数据及一些地面气象监测数据等外部数据去除大气影响,或利用一些改正模型进行延迟相位的估计等方法去除大气水汽延迟误差,但至今仍没有一个统一的改正方式来去除大气延迟相位的影响。本文所研究的利用空间插值的方法去除大气紊流层的影响,提高InSAR技术的监测精度,对应用于煤矿区地表沉降监测上有一定的实用意义。本文主要在InSAR中大气水汽延迟改正方面,从利用反距离权重法和普通Kriging插值两个空间插值方法方面对大气紊流层影响进行了改正研究。并以袁店二矿矿区地表沉降作为研究对象,本文的主要研究内容如下几点:1.首先论文中利用反距离权重法的空间插值方法对大气水汽延迟相位在InSAR中的影响进行改正,并利用三等水准观测数据进行了改进结果的验证,结果表明,改正后地表形变监测数据比改正前的地表形变监测数据更为...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?ＩｎＳＡＲ测量原理几何示意图??Ｆｉｇ．?１?ＩｎＳＡＲ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??
气密度随高度的升高而减小，其厚度约为１０００ｋｍ以上，没有明显的界限。由于??温差的影响，大气层随海拔的升高而表现出不同的特点，根据其各层的特点分为??对流层、平流层和高层大气，如图２所本??高度／ＫＭ??２００（ｈ３０００??１２０?—??１００?—?兩屋大气??８０?－?、??６０?－??４０?—?平流层??２０?－?????ｖ＼?对流展???图２大气的分层结构图??Ｆｉｇ．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｌａｙｅｒｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大，其高度随季节和炜度的变??化而变化，夏季的对流层厚度要大于冬季的对流层厚度。对流层约占整个大气质??量的７５％和大约全部的水汽，对流层的热源主要来自于地表，所以对流层中大气??的对流运动强烈，空气对流明显，具有气象要素水平分布不均、垂直混合作用明??显等特点。??平流层位于海拔１７公里？５５公里的范围内，这一空间的空气运动相对稳定，??并且气流的流动方式是以水平运动为主要运动方式，所以称这一层为平流层。??高层大气有包括中间层、暖层和散逸层，中间层大气中几乎没有臭氧，这是??－１０－??
图３重复轨道ＩｎＳＡＲ成像图??Ｆｉｇ．３?Ｒｅｐｅａｔｅｄ?ｏｒｂｉｔａｌ?ＩｎＳＡＲ?ｉｍａｇｉｎｇ??如图３所示，重复轨道ＩｎＳＡＲ在进行对地观测时，会受到大气、地形、形变??的影响，所以，在不同时刻获取的主影像和辅影像的相位信息为：??Ａｔｔ??＋?Ａ／，）??（２－１２）??Ａ．７Ｔ??＝?了（Ｇ?＋?？２）??上式中的（＾和屯，分别为同一区域卫星两次的测量相位，和／２是卫星到该区??域地表目标的距离，和以２分别为第一次和第二次成像时刻雷达波的大气水汽??延迟部分，／Ｉ为波长。所以得到主辅影像的干涉相位??〇?＝?〇１－〇２?＋?（２－１３）??上式中的是地形和地表形变值引起的干涉相位，其余部分为大气??Ａ??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]融合D-InSAR和Offset-tracking技术的矿区沉降信息提取[J]. 刘沂轩,杨俊凯,范洪冬,杜珍应,曹久立. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]InSAR大气误差改正及其在活动断层形变监测中的应用[J]. 姜宇,单新建,宋小刚,龚文瑜,王振杰. 地震学报. 2017(03)
[3]基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析[J]. 杨珍,张永志,焦佳爽,张文军,槐岩珂. 地震工程学报. 2017(01)
[4]基于InSAR技术的地表三维形变获取方法综述[J]. 高明亮,宫辉力,陈蓓蓓,周超凡,司远. 测绘通报. 2017(01)
[5]典型区域气候下的D-InSAR大气形变误差分析[J]. 孙方,朱庆林,刘琨,赵振维,康士峰,董翔. 电波科学学报. 2016(05)
[6]GPS和InSAR同震形变约束的尼泊尔MW7.9和MW7.3地震破裂滑动分布[J]. 谭凯,赵斌,张彩红,杜瑞林,王琪,黄勇,张锐,乔学军. 地球物理学报. 2016(06)
[7]基于InSAR和GPS观测数据的尼泊尔地震发震断层特征参数联合反演研究[J]. 单新建,张国宏,汪驰升,李彦川,屈春燕,宋小刚,庾露,刘云华. 地球物理学报. 2015(11)
[8]GPS与MODIS数据融合的D-InSAR大气延迟改正方法研究[J]. 张杏清,周元华. 测绘通报. 2015(08)
[9]一种InSAR大气相位建模与估计方法[J]. 占文俊,李志伟,韦建超,朱建军,汪长城. 地球物理学报. 2015(07)
[10]基于网络法时序InSAR大气误差校正方法研究[J]. 李永生,张景发,姜文亮,罗毅,王晓醉. 大地测量与地球动力学. 2015(01)
博士论文
[1]基于InSAR和MAI的电离层误差校正及同震三维形变场计算与断层滑动反演[D]. 王晓文.西南交通大学 2017
[2]InSAR高精度观测地震形变场及其三维重建技术研究[D]. 刘斌.中国地震局工程力学研究所 2013
[3]差分干涉雷达测量技术中水汽延迟改正方法研究[D]. 杨成生.长安大学 2011
硕士论文
[1]CRInSAR用于活动地裂缝的监测研究[D]. 朱武.长安大学 2010
本文编号：3262476
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?ＩｎＳＡＲ测量原理几何示意图??Ｆｉｇ．?１?ＩｎＳＡＲ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??
气密度随高度的升高而减小，其厚度约为１０００ｋｍ以上，没有明显的界限。由于??温差的影响，大气层随海拔的升高而表现出不同的特点，根据其各层的特点分为??对流层、平流层和高层大气，如图２所本??高度／ＫＭ??２００（ｈ３０００??１２０?—??１００?—?兩屋大气??８０?－?、??６０?－??４０?—?平流层??２０?－?????ｖ＼?对流展???图２大气的分层结构图??Ｆｉｇ．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｌａｙｅｒｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大，其高度随季节和炜度的变??化而变化，夏季的对流层厚度要大于冬季的对流层厚度。对流层约占整个大气质??量的７５％和大约全部的水汽，对流层的热源主要来自于地表，所以对流层中大气??的对流运动强烈，空气对流明显，具有气象要素水平分布不均、垂直混合作用明??显等特点。??平流层位于海拔１７公里？５５公里的范围内，这一空间的空气运动相对稳定，??并且气流的流动方式是以水平运动为主要运动方式，所以称这一层为平流层。??高层大气有包括中间层、暖层和散逸层，中间层大气中几乎没有臭氧，这是??－１０－??
图３重复轨道ＩｎＳＡＲ成像图??Ｆｉｇ．３?Ｒｅｐｅａｔｅｄ?ｏｒｂｉｔａｌ?ＩｎＳＡＲ?ｉｍａｇｉｎｇ??如图３所示，重复轨道ＩｎＳＡＲ在进行对地观测时，会受到大气、地形、形变??的影响，所以，在不同时刻获取的主影像和辅影像的相位信息为：??Ａｔｔ??＋?Ａ／，）??（２－１２）??Ａ．７Ｔ??＝?了（Ｇ?＋?？２）??上式中的（＾和屯，分别为同一区域卫星两次的测量相位，和／２是卫星到该区??域地表目标的距离，和以２分别为第一次和第二次成像时刻雷达波的大气水汽??延迟部分，／Ｉ为波长。所以得到主辅影像的干涉相位??〇?＝?〇１－〇２?＋?（２－１３）??上式中的是地形和地表形变值引起的干涉相位，其余部分为大气??Ａ??－１１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]融合D-InSAR和Offset-tracking技术的矿区沉降信息提取[J]. 刘沂轩,杨俊凯,范洪冬,杜珍应,曹久立. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]InSAR大气误差改正及其在活动断层形变监测中的应用[J]. 姜宇,单新建,宋小刚,龚文瑜,王振杰. 地震学报. 2017(03)
[3]基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析[J]. 杨珍,张永志,焦佳爽,张文军,槐岩珂. 地震工程学报. 2017(01)
[4]基于InSAR技术的地表三维形变获取方法综述[J]. 高明亮,宫辉力,陈蓓蓓,周超凡,司远. 测绘通报. 2017(01)
[5]典型区域气候下的D-InSAR大气形变误差分析[J]. 孙方,朱庆林,刘琨,赵振维,康士峰,董翔. 电波科学学报. 2016(05)
[6]GPS和InSAR同震形变约束的尼泊尔MW7.9和MW7.3地震破裂滑动分布[J]. 谭凯,赵斌,张彩红,杜瑞林,王琪,黄勇,张锐,乔学军. 地球物理学报. 2016(06)
[7]基于InSAR和GPS观测数据的尼泊尔地震发震断层特征参数联合反演研究[J]. 单新建,张国宏,汪驰升,李彦川,屈春燕,宋小刚,庾露,刘云华. 地球物理学报. 2015(11)
[8]GPS与MODIS数据融合的D-InSAR大气延迟改正方法研究[J]. 张杏清,周元华. 测绘通报. 2015(08)
[9]一种InSAR大气相位建模与估计方法[J]. 占文俊,李志伟,韦建超,朱建军,汪长城. 地球物理学报. 2015(07)
[10]基于网络法时序InSAR大气误差校正方法研究[J]. 李永生,张景发,姜文亮,罗毅,王晓醉. 大地测量与地球动力学. 2015(01)
博士论文
[1]基于InSAR和MAI的电离层误差校正及同震三维形变场计算与断层滑动反演[D]. 王晓文.西南交通大学 2017
[2]InSAR高精度观测地震形变场及其三维重建技术研究[D]. 刘斌.中国地震局工程力学研究所 2013
[3]差分干涉雷达测量技术中水汽延迟改正方法研究[D]. 杨成生.长安大学 2011
硕士论文
[1]CRInSAR用于活动地裂缝的监测研究[D]. 朱武.长安大学 2010
本文编号：3262476
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