GAMMA软件适配航天宏图一号多星干涉数据

文章目录

• • [1.航天宏图一号 X-频段 多基雷达星座](#1.航天宏图一号 X-频段 多基雷达星座)
  • 2.航天宏图算法人员小结
  • 3.双基成像与单基成像干涉处理区别

GAMMA软件是世界著名的瑞士GAMMA遥感公司开发的专门用于干涉雷达数据处理的全功能商业软件。作为业内标杆软件，被全球范围内的研究人员、公司和公共机构广泛使用。

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2024年7月，GAMMA软件发布的版本更新说明中，添加了对航天宏图一号数据的支持。

1.航天宏图一号 X-频段 多基雷达星座

程序par_HT1_SLC支持读取航天宏图一号SLC影像。包括一个单基雷达影像(HT1A是主动传感器)和3个双基雷达影像(由HT1A发射，由HT1B、HT1C和HT1D接收)。通过多基采集，可以计算出6个差分干涉图。在我们现有的数据中垂直基线在60米到506米之间。

利用多基差分干涉图的相位，我们确定了相对于哥白尼1弧秒DEM的高度校正。由于更精细的空间分辨率、森林高度、森林冠层变化和地形变化(例如:填埋)，可以观测到±20米的差异。去相关主要涉及体散射效应(几何去相关)和信号噪声(在低后向散射区域，如开阔水面和雷达阴影)。森林的相干性随垂直基线的增加而降低。

地理编码多基 DInSAR宏图一号DEM (上)和相干性产品(下)。

2.航天宏图算法人员小结

航天宏图算法人员首先对GAMMA软件研发人员表示感谢，GAMMA研发人员清晰描述了宏图一号卫星的干涉能力和基线分布情况，指出与TanDEM-X卫星提取的Copernicus 30米分辨率的DEM之间存在变化区域，变化值大小在-20米到20米，表现为图中红色和蓝色部分。

基于航天宏图一号的DEM与Copernicus DEM存在差异，航天宏图算法人员对此进行了补充：基于航天宏图一号提取的DEM数据空间分辨率相比于Copernicus DEM更高，从而在地形上体现出了差异。其次，由于拍摄时间相隔较远，森林高度和森林冠层变化或者地形变化也会引起地表高程差异。结果也可以体现宏图一号的另一个特点：航天宏图一号干涉图的相干性针对不同地物有较为明显的差异变化，可以探测出不同地物类型，在航天宏图一号相干性产品图中：

• 红色表示平均相干性，整体相干性极高，利于InSAR干涉处理。
• 绿色表示体散射效应，体现为冠层和森林，可以识别森林和监测树高。
• 蓝色为无效信号区，表现为水体和阴影区域，可以用于监测水体和阴影。
  最后，森林区域的相干性随着垂直基线的增长而降低，这个现象很有可能是由于当基线变长，观测点在体散射目标的观测角度发生变化，增强了多路径效应和冠层对信号遮挡屏蔽的作用。

3.双基成像与单基成像干涉处理区别

目前在轨运行的一发双收（多收）卫星包括德宇航的TerraSAR-X/TanDEM-X，我国的天绘-02，以及航天宏图一号，三者均可业务化生产全球DSM。我们拿到的TanDEM-X干涉对，一般都是配准好的，无需再次配准，可直接干涉处理。对于天绘-02干涉对，以及宏图一号的四星干涉对，均需要从粗配准开始干涉处理。这里总结了两个需要特殊注意的地方。

• 基于轨道信息的粗配准，用到了主辅影像成像时的几何关系。针对一发双收（多收）模式，辅星只接受雷达回波，其雷达几何不仅取决于辅天线相位中心，还与主天线相位中心有关，在计算时需要用辅星的虚拟相位中心（将主星与辅星连线的中心，作为辅星的虚拟相位中心），代替辅星真实的天线相位中心。
• 对于重轨模式，发射信号与接收信号双程均存在传播距离差，但对于一发双收（多收），雷达信号发射的距离相同，仅接收信号存在距离差。在干涉处理过程，相位模拟（平地相位、地形相位）、相位转高程，要注意距离与相位的转换系数（rad/m）。

	if (enTrackMode == MONOSTATIC)
	{
		k1 = -4.0*PI*radarCenterFrequency / C;
	}
	else if (enTrackMode == BISTATIC)
	{
		k1 = -2.0*PI*radarCenterFrequency / C;
	}