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国产高分三号卫星干涉测量试验.docx
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2023-02-23
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国产高分三号卫星干涉测量试验.docx
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摘要
主要 利用 国产 高分 三号 (GF-3)卫星数据通过合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic
aperture radar,InSAR)技术提取试验区域数字高程模型(digital elevation model, DEM)。首
先介绍了 GF-3 卫星及其主要成像模式;然后介绍了 InSAR 数据处理过程及其关键技术,包括基
线估计、影像配准、相位解缠等,并介绍其典型算法;最后利用 GF-3 试验数据提取 DEM 并对其
进行精度评 价。试验验证了 目前国 产 SAR(synthetic aperture radar)卫星 在干涉 成像、干 涉测
量方面的能力。
Abstract
This paper introduces how to extract DEM in test area via InSAR technology based
on image data of domestic GF-3 satellite. Firstly, information about GF-3 satellite
and its main imaging modes is introcuced. Then, principle of InSAR data processing
and its key technologies, such as baseline estimation, image registration, phase
unwrapping, et al. are explained. And its typical algorithm is discussed. Finally, GF-3
test image data is used to extract DEM in the test area and its accuracy is
evaluated. The experiments verify the capability of domestic SAR satellites in
interferometric imaging and interferometry.
译
关键词
GF-3; InSAR; DEM; 基线估计; 相位解缠; 精度评价
Keywords
GF-3; InSAR; DEM; baseline estimation; phase unwrapping; accuracy evaluation
译
合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是一种利用图像处理技术合成大型虚拟天线的先
进雷达系统,其空间分辨率远远高于实际孔径雷达。作为一种主动式微波传感器,SAR 系统主动发
射和接收目标区域回波散射的信号,且长波雷达信号大多不受天气或云层的影响。因此 SAR 能在
大多数天气条件下有效工作,并能实现全天时、全天候对地观测,甚至可以透过地表或植被获取其
掩盖的信息。因此,其逐渐成为地球空间信息获取的一种先进的技术手段,被广泛应用于测绘、海
洋、城市环境监测、土地利用、军事等领域
[1-3]
。
随后发展起来的合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技
术也为获取球面表面的数字高程模型(digital elevation model,DEM)提供了一种全新的高精度
测量方法。该方法利用雷达电磁波的干涉相位信息进行地表信息提取,相比立体摄影测量方法能获
取更高的测距精度。InSAR 技术的使用起源于美国喷气推进实验室,Rogers 等
[4]
利用干涉技术探
测金星和月球地形;Graham
[5]
证明了利用干涉几何可获取足够数量的点来描述地形表面并将该技
术用于地形制图;Zebker 等
[6]
在加州帕萨迪纳喷气推进实验室进行了第一次实际的干涉实验,发
表了用机载双天线 SAR 进行地形测绘的结果,并提出了该技术存在的局限性并对干涉算法进行了
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