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Procesamiento de InSAR: ¿por qué puede ' t sólo calculamos distancias de retrasos?

Mi pregunta puede ser muy básica, pero incluso después de estudiar bastantes tutoriales en InSAR de procesamiento, que yo aún no entiendo una cosa: si sabemos que una longitud de onda, la velocidad de la luz, un retardo de tiempo que tarda la señal para viajar a cada planta de la célula y de la espalda, e incluso las ubicaciones precisas de los satélites - ¿por qué no podemos simplemente calcular las distancias para cada píxel?

En otras palabras, ¿por qué todos los interferograms están involucrados en el cálculo de los desplazamientos y de la topografía, si todo lo que necesitamos es (dado que todas las variables) para calcular la distancia(s) y algo de trigonometría?

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Michael Puntos 33

Yo bien editado la respuesta a dar una imagen más completa. La edición respuesta también se refleja lo que dije en los comentarios.

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No hay una única respuesta a su pregunta.

Primero de todo, tengo que decir que de hecho, sería posible utilizar el rango observado las medidas (que son codificados en forma de bandas de frecuencia - sobre todo en referencia a la dimensión de columna en la RAE de la imagen de las matrices) y el ya conocido sensor de posiciones para calcular alguna información acerca de la topografía. Sin embargo, el rango de las mediciones están limitadas por el sistema de la resolución de la gama, que depende de la (rango) ancho de banda del sensor. Y que el ancho de banda es inherentemente limitada técnicamente. Incluso para los más sofisticados sistemas SAR aerotransportado, el (slant range) de la resolución no consigue mucho mejor que el 1-2 en decímetros. Para espaciales, tales como sistemas de Sentinel-1, el rango de resolución (por ejemplo, en el estándar de IW modo) está a sólo 20 metros. Y que sin duda no es suficiente para cualquier tipo de terreno tarea de reconstrucción.

Dicho esto, usted puede leer sobre algo que se llama SAR imágenes de la geodesia. Esta técnica fue desarrollada en los últimos años y que permite de una sola imagen-basado en el posicionamiento de dispersores con cm precisión - sin cualquier fase de explotación! En cambio, muchos determinista correcciones, por ejemplo, respecto a ionosféricos y troposféricos retraso, sólido mareas de la tierra, etc. necesita ser calculada y aplicada. Buenas referencias, por ejemplo,

Eineder, M., Minet, C., Steigenberger, P., Cong, X., & Fritz, T. (2011). Imágenes de la Geodesia, Hacia Centímetro de Nivel que Van Exactitud Con TerraSAR-X. IEEE transactions en ciencias de la tierra y Teledetección, 49(2), 661-671.

Cong, X., Balss, U., Eineder, M., & Fritz, T. (2012). Imágenes de geodesia-Centímetro de nivel que van exactitud con TerraSAR-X: Una actualización. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letras, 9(5), 948-952.

Ahora, de vuelta a la necesidad de la fase analyisis o interferometría: Mediante la explotación de la fase mediante interferometría SAR, se puede reconstruir la distancia relativa de las diferencias, para una fracción de la longitud de onda, lo que puede llevar a la cm o incluso mm de dominio. Para quedarse de nuevo con el Sentinel-1 ejemplo, el sistema de la C-banda de longitud de onda es de unos 5,5 cm, por lo que la teoría precisión que se puede lograr es mucho mejor que lo que podría lograrse con el rango de mediciones de la solo - aunque con el costo de la relatividad: la interferometría SAR no proporciona medidas absolutas, y con el fin de reconstruir la topografía, necesita al menos un punto de referencia que define la altura de referencia.

Ahora, ¿por qué no puede usted sólo tiene que utilizar la fase de una sola imagen, ¿por qué necesitamos la interferometría? Por desgracia, la observación de la fase no SÓLO se refieren a la distancia recorrida por la señal, pero también a una contribución que proviene de la retrodispersión de las propiedades de los materiales. Desde la fase observada es la suma de la distancia relacionados con la fase y la dispersión de fase, parece ser al azar en una sola imagen SAR.

Si se calcula la diferencia de fase de dos coherente de imágenes SAR, la dispersión de la fase de bien cancela, y así se terminaría con la distancia relacionados con la diferencia de fase (a menudo llamado topográfico de diferencia de fase):

(observa la fase 1) = (a distancia relacionados con la fase 1) + (dispersión relativa de la fase) (observa la fase 2) = (a distancia relacionados con la fase 2) + (dispersión relativa de la fase)

(fase interferométrica) = (observa la fase 1) - (observa la fase 2) = (a distancia relacionados con la fase 1) + (dispersión relativa de fase) - (distancia relacionados con la fase 2) - (dispersión relativa de fase) = (a distancia relacionados con la fase 1 ) - (distancia relacionados con la fase 2)

Por supuesto, la suposición de que la dispersión relativa de la fase no cambia deben mantener - pero este suele ser el caso si las dos imágenes SAR son precisamente corregistrados (que deben ser de todos modos, para garantizar la coherencia).

En este contexto, es necesario repetir que en un SAR de la imagen de la única cosa de la que se registra es la amplitud a y la fase del phi de la señal observada. Mientras que la fase se relacionan directamente con la distancia entre la antena y la de destino, el problema es que los valores de fase son inherentemente ambiguo, ya que solo está definida en el intervalo [-pi;+pi]. Por lo tanto, siempre es necesario "unwrap" sus valores de fase antes de que usted puede relacionarse con ellos de regreso a distancia y por lo tanto - a sabiendas de su posición de la antena precisamente - la observó la topografía.

Además, todo lo que he dicho se refiere a algo simple terrenos con pendientes que no son empinadas. Tan pronto como usted la cara SAR inherentes efectos geométricos tales como la escala que aparecen fuertemente para un terreno en pendiente elementos (escarpadas montañas, edificios), usted necesitará más sofisticadas técnicas basadas en la interferometría de principio (como SAR de positrones) para separar las observaciones mezclado en una escala de píxel mediante el análisis de la fase.

Por último, pero no las leas, tiene que ser mencionado que "la belleza de la RAE" no está en su capacidad para mapa de terreno, es decir, la información en 3D, pero en el monitoreo de los cambios de la topografía a lo largo del tiempo (es decir, 4D información) por la interferometría de la fase de análisis. Esto permite medir deformaciones con mm precisión de las distancias de más de 500 km de distancia - no hay ninguna otra técnica de medición es capaz de hacerlo!

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