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InSAR技术及其在大地测量与空间地球动力学中的应用研究

乔书波  
【摘要】: 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是一种将合成孔径雷达(SAP)复型雷达数据中的相位信息提取出来,进行干涉处理以精确确定地球表面三维信息的技术。 本文首先介绍了InSAR技术的发展历史及研究现状和发展方向。对SAR的基本成像原理、信号的基本模型及成像处理方法进行了分析。列出了SAR定位误差源并对定位精度进行了分析。通过对重复轨道的星载InSAR系统的研究,阐述了InSAR测量的基本原理及数据处理方法,总结以往多种数据处理方法,给出了一个实用的算法处理器。针对InSAR数据处理算法的主要环节相位解缠、干涉基线的估算、DEM的重建等方法展开了详细讨论。研究了InSAR系统特有的参数一基线的特性,从系统失相关的角度研究了基线姿态与InSAR测量之间的约束关系。分析了InSAR系统的主要误差源,并对地球自转、大气效应等因素对InSAR测量的影响展开了详细讨论。 深入探讨了差分雷达干涉技术(D-InSAR)用于监测地表形变的潜力和优势。研究了D-InSAR技术提取地表形变的理论和方法,指出D-InSAR用于实际的地震形变、地面沉降等形变监测,精度可达到cm级。着重探讨了InSAR技术在大地测量与空间地球动力学中的应用,分析了InSAR技术与其它空间大地测量技术之间的联系,并从理论和应用的角度说明了InSAR是可用于空间地球动力学研究的一种新手段。提出了GPS/VLBI/SLR/InSAR组合应用的新设想,探讨了其在现代地壳运动和地球体积、形状变化中的应用可能,并针对地壳不同形变特征给出了三种不同的数学模型。结合我国自行研制的双星定位导航系统,指出InSAR技术可能是提高双星定位导航精度的新手段。


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