多時相InSAR電離層探測和延遲改正的理論與方法研究

《多時相InSAR電離層探測和延遲改正的理論與方法研究》是依託香港理工大學深圳研究院，由丁曉利擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多時相InSAR電離層探測和延遲改正的理論與方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：丁曉利
• 依託單位：香港理工大學深圳研究院

項目摘要

基於低頻的L和P波段SAR數據的InSAR技術具有較強的抵抗時空失相關的能力，因此被廣泛用於大地測量領域。然而低頻SAR數據對大氣中的電離層延遲非常敏感，使得InSAR技術的形變測量能力和精度受到極大限制。現有方法大多只能針對InSAR電離層影響（包括法拉第效應、相位變化和方位向偏移）的其中一部分影響進行改正，其可行性和精度也缺乏足夠的驗證。因此，隨著越來越多的低頻SAR衛星計畫的實施，亟需展開對InSAR電離層延遲改正的系統性研究。本項目以多時相InSAR技術為核心，聯合極化SAR和GPS技術，旨在（1）充分利用現有資料，建立一套完整的InSAR電離層探測和延遲改正的理論與模型，突破InSAR的技術瓶頸；（2）提高InSAR監測形變的能力和精度，為地質災害監測提供技術支撐；（3）反演電離層TEC在精細尺度下的擾動情況，為電離層變化規律研究開闢一條新的途徑。

結題摘要

合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）作為一種十分有效的大地測量技術，在過去二十年間被成功的套用於眾多重要的科學研究中，例如全球高程模型建立，地震、地下水開採、和煤礦開採等地表形變測量。在星載合成孔徑雷達圖像成像過程中，電磁波穿透大氣層過程中與電離層相互作用，其空間和時間上的變化都會對InSAR的測量結果造成影響，從而降低了InSAR監測的有效性和精度，在低緯度、兩極、和地震區域其影響尤為嚴重。本項目旨在建立一套完整和系統性的InSAR電離層探測和延遲改正的方法，以及反演電離層在典型區域（例如地震）的空間變化情況。為此，項目組開展了一些列的理論和實驗研究，研究成果總結如下：（1）研究了GPS的電離層電子總含量變化率與InSAR電離層影響的相關性研究，有助於我們借鑑GPS的電離層產品來評估SAR影像受電離層影響的情況；（2）系統地和完整地研究了不同利用InSAR技術電離層探測和延遲改正的方法，並開發了相應的數據處理軟體；（3）評估了不同InSAR電離層延遲改正方法的有效性和改正精度分析，可指導我們獲取高精度的地面形變信息；（4）研究了InSAR電離層擾動對於地震滑動分布反演的影響，可以幫助更好地了解地震的變形機理；和（5）初步利用InSAR技術分析了地震前後電離層空間變化的規律，儘管目前InSAR技術還存在一定的不確定性，但對於研究電離層和地震的耦合關係給出了一種新的思路。綜上所述，本項目成功開展了一些列的理論和實踐研究，為利用InSAR技術研究電離層提供了詳細和科學的研究資料。