星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量是利用合成孔徑雷達(synthetic aperture radar,SAR)衛(wèi)星掃描模式觀測地表而獲取其幾何信息的技術(shù),又被稱為ScanSAR(scanning interferometric synthetic aperture radar)干涉測量。寬幅SAR圖像強度信息已應(yīng)用于資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、海洋探測、防災(zāi)減災(zāi)、土地利用和森林調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、國家安全等方面,取得了重大成效.由于合成孔徑雷達衛(wèi)星設(shè)備性能和定軌技術(shù)的改善和提高,寬幅SAR干涉的前提條件即掃描同步和極限基線已得到保證,同時,已發(fā)射和即將發(fā)射多顆具有寬幅模式的SAR衛(wèi)星,為寬幅SAR干涉研究應(yīng)用提供了豐富的數(shù)據(jù)資源,故星載寬幅干涉測量技術(shù)為地殼板塊運動及地球動力學(xué)研究提供了契機。 星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量相對于其他模式干涉測量而言,盡管分辨率較低,但具有重訪周期短和寬幅的優(yōu)點。重訪周期短則易監(jiān)測地表緩慢變形,寬幅不僅可消除具有累積效應(yīng)的基線誤差,而且在監(jiān)測精度與條帶模式相當?shù)臈l件下,其獲取的寬域形變場更能用于發(fā)震機制分析,同時其多模式干涉測量可為干涉圖時間序列分析提供條件,故星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量理論與方法已成為一個熱點研究與應(yīng)用的新方向。我國“８６３高”技術(shù)研究發(fā)展等計劃也把雷達成像列為重點項目,但由于受到數(shù)據(jù)源質(zhì)量、數(shù)量和相關(guān)參數(shù)信息的限制,目前我國還處于利用國外提供的干涉數(shù)據(jù)進行研究的階段,尚未在國內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用。抓住時機,充分利用目前雷達衛(wèi)星提供的海量影像資源,對寬幅SAR干涉測量技術(shù)的理論和實現(xiàn)進行深入的研究,對我國InSAR技術(shù)緊跟國際發(fā)展潮流具有非常重要的科學(xué)意義。筆者在承擔國家自然基金項目(編號:４１００４００３)、江蘇省測繪科研項目計劃(編號:JSCHKY２００９０２) 和完成博士論文的過程中,密切關(guān)注星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)的前沿發(fā)展,在學(xué)習(xí)和吸收有關(guān)寬幅合成孔徑雷達干涉測量書籍、專著和論文等成果的基礎(chǔ)上,對合成孔徑雷達干涉測量的理論和應(yīng)用進行了認真研究,并積累了一些經(jīng)驗,取得了一定成果,本書是這些經(jīng)驗和成果的全面總結(jié)。在本書的編寫過程中,筆者還參考了大量相關(guān)文獻資料,吸取了國內(nèi)外最新研究成果,力爭在加強星載寬幅合成孔徑雷達干涉基本理論和方法研究的同時,反映其干涉研究和應(yīng)用的新發(fā)展,為關(guān)注和從事星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量研究的青年學(xué)者和研究生們提供學(xué)習(xí)參考資料。 本書共分為７章,第１章簡要地介紹了SAR和星載寬幅干涉測量的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及幾個典型的雷達衛(wèi)星系統(tǒng)；第２章敘述了合成孔徑雷達和寬幅SAR成像原理,并在此基礎(chǔ)上分析了其關(guān)鍵成像參數(shù)和性能,研究了TCN坐標系中的寬幅合成孔徑雷達干涉測量數(shù)據(jù)學(xué)模型及其干涉測量流程,并與條帶干涉測量進行了異同點的比較；第３章針對寬幅SAR影像的拼接方法進行了研究,分析了條帶SAR圖像和Burst圖像的頻譜特性,研究了全孔徑拼接法和SIFFT拼接法,介紹了單Burst干涉圖生成流程,研究了用于Burst干涉圖拼接的時域拼接法、相關(guān)拼接法和綜合法,最后針對子條帶間的特性,提出了基于配準加權(quán)的子條帶拼接法,并用實驗進行了驗證分析；第４章研究了寬幅SAR干涉去相干性和測量誤差處理分析,比較了與條帶干涉測量去相干性的異同點,研究了ScanSAR干涉測量與條帶干涉測量不同的幾何去相干和掃描同步去相干,研究了基線誤差和DEM誤差影響寬幅干涉測量結(jié)果的數(shù)學(xué)模型,以巴姆地震為例對其進行了驗證分析,最后研究了大地水準面差距對寬幅干涉測量結(jié)果的影響規(guī)律和程度,闡述了基于EGMＧ９６模型計算大地水準面差距的方法；第５章介紹了ScanSAR干涉測量中的大氣影響研究；第６章重點討論了多模式的合成雷達干涉測量和多源多模式的形變場融合;第７章以伊朗巴姆地震、汶川地震和于田地震為例,對這些地震利用合成孔徑干涉測量獲取相應(yīng)的形變場,并進行了分析研究。 在本書出版之際,感謝香港中文大學(xué)林琿教授在百忙之中為本書欣然作序,感謝香港中文大學(xué)博士后張瑞博士為本書撰寫三維形變場重構(gòu)部分內(nèi)容；感謝測繪出版社的編輯同志為本書出版的積極支持；感謝國家自然科學(xué)基金、江蘇省六大人才高峰項目、江蘇省青藍工程及高校優(yōu)秀中青年教師和校長境外研修計劃、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程項目、江蘇省“３３３高層次人才”培養(yǎng)工程項目、連云港市第五期“５２１高層次人才培養(yǎng)工程”項目、江蘇碩士點增點學(xué)科、江蘇省測繪局測繪科研基金和淮海工學(xué)院專著基金的資助。 由于星載寬幅合成孔徑雷達干涉測量是一個多學(xué)科相互交叉滲透的新興領(lǐng)域,涉及對地觀測、無線電技術(shù)、影像處理與模式識別、現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)、測繪科學(xué)等諸多學(xué)科的相關(guān)知識,加之時間和作者水平有限,書中難免有錯誤和不足之處,敬請讀者不吝指正。