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INSAR技术

来源：本站发布时间: 2021-12-03 浏览：1224次

如果只有单幅SAR卫星影像，那么用户没办法知道地面物体到SAR卫星之间的距离。为了获取更多的信息，干涉测量（InSAR）成为了SAR技术最重要的分支之一。其原理在于对同一目标进行两次以上的观测，并进行相干处理，利用干涉相位反演，测量出地表的微小移动或地面高程信息。InSAR初期主要利用相位高程信息进行数字高程模型（DEM）的生成和制图。随着技术的演进，InSAR应用扩展到了地面沉降监测、地震形变场反演、山体滑坡、火山活动监测、监测建筑物和桥梁等基础设施的稳定性方面，可以捕捉到毫米至厘米级的地表形变信息。InSAR是SAR最重要技术路径之一。如果不能做InSAR，相当于失去了SAR卫星影像一半的信息。众所周知，卫星在太空中一直围绕着地球在运动。然而如果要进行InSAR测量，必须保证影像多次拍摄的位置和角度不能相差太远，其所对应的就是基线、共同频谱和天线倾斜角度。拍摄两张SAR影像的时间周期内，卫星的位置必须被控制在一个范围，通常需要在数百米内。同时，天线的姿态和角度必须相同，才能产生共同频谱。因此，轨道控制是SAR卫星实现InSAR最重要的方式。InSAR的定量化精准度与系统的敏感度密切相关。行业内检验一颗SAR卫星的质量，会将其是否能做InSAR处理作为核心的考核指标。轨道控制需要消耗能源，携带能源的数量直接取决于卫星的体积。因此，过往InSAR技术只有国家级别的研究机构和大型航天器才能实现，例如1230kg的TerrSAR-X和2200kg的哨兵一号。当芬兰小卫星企业ICEYE在2020年5月发布两张干涉图样张时，业内普遍感到震惊。ICEYE的小卫星重量不到100kg，如果能以如此小的卫星重量，通过18天的重访周期实现InSAR，对小卫星行业的发展将具有跨时代的意义。但从业者认为，ICEYE目前发布的是高频监视图像，并非InSAR模式，小卫星的InSAR数据获取能力尚不成熟。当前，行业内也在密切中国的民营小卫星企业，哪一家能解决小卫星姿轨控问题，率先推出稳定的InSAR服务。InSAR技术虽然作为SAR应用领域的重要分支，但其本质是为其他行业提供信息和服务。因此，要将InSAR技术落地成具体的服务，还需要深入了解地球物理、土木、工程、油气、地质灾害等行业的知识，才能将InSAR的测量结果转化成其他行业所需的关键信息。InSAR有两个方面主要特长，一个是在广域空间背景下普查识别正在变形的疑似灾害体，另一个是中长时间尺度对已确认为灾害隐患的目标进行重复连续监测。然而，受限于相位测量的局限性，InSAR依然难以达不到地面GNSS观测手段的高效性，也做不到短时间内的预警，因此仍需要其他观测手段进行辅助。

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