宽幅干涉数据电离层效应改正及对地震构造参数反演影响的研究
批准号:
41604008
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
龚文瑜
依托单位:
学科分类:
物理大地测量学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张桂芳、刘云华、姜宇、张迎峰
中文摘要
本项目主要进行电离层信号改正与高精度PALSAR2宽幅干涉(InSAR)形变场的获取,及其地球物理定量反演研究。PALSAR2宽幅干涉幅宽数据达到350-490公里,尤其适合对空间尺度较大的地壳形变(如地震和构造形变)进行监测,由于电离层对SAR信号的影响,降低了宽幅干涉形变场的精度。本研究以子带干涉与电离层相位图空间重建有关的电离层改正方法为主,针对L波段PALSAR2宽幅模式干涉图,总结发展适用于宽幅干涉数据的电离层改正的方法。在方法研究的基础上,针对2015年Mw7.8尼泊尔地震PALSAR2宽幅数据, 通过电离层相位改正,重建该地区同震形变的高精度宽域形变场,并进行地球物理定量反演研究,为地震研究和断层动力学演化过程提供依据。同时,也检验了所发展的电离层相位改正方法的有效性和可行性,并进一步的总结和分析电离层相位改正对基于InSAR形变场的地震和构造物理反演结果的影响。
英文摘要
This study proposes a research on the ionospheric signal correction in wide-swath Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) and its applications in the geophysical inversion. The spatial coverage of PALSAR ScanSAR interferogram can reach the size of 350km-490 km, which is especially useful for studying large scale crustal deformations. However, the L band PALSAR2 imagery is strongly interfered by the presents of ionosphere TEC distortion. Thus, based on the properties of PALSAR2 ScanSAR signals and ionosphere patterns in ScanSAR interferograms, we are focusing on the study of ionosphere correction methods for L band SAR images, especially split-spectrum method and spatial pattern reconstruction method. We are proposing to develop a general and robust ionosphere correction scheme for L band ScanSAR interferograms. The developed ionospheric correction strategy will be applied to PALSAR2 ScanSAR data to study the co-seismic deformation of 2015 Mw 7.8 Nepal earthquake, and derived deformation maps will be used in geophysical inversions to analysis the driven geodynamics. The deformation maps with and without ionospheric signals will be inverted separately for the fault geometry and coseismic slip distribution, in order to quantitatively evaluate the impact from ionosphere residuals to the inverted fault parameters and their error bounds.
本项目以PALSAR2 L波段宽幅数据为主要对象并针对其信号特点,进行电离层信号改正的方法研究以提高干涉形变场地震构造形变探测的能力和精度,并分析其对同震地球物理定量反演参数的影响。PALSAR2宽幅模式数据宽度为350/490公里,尤其适合对空间尺度较大的地壳形变(如地震和构造形变)进行监测。本研究包括三个主要方面:(1)分析PALSAR2 ScanSAR信号特点、相干特性和空间统计特性,研究宽幅干涉数据电离层信号改正的理论精度;利用国际参考电离层模型(IRI-2012)并结合L波段数据计算验证,对中纬度地区电离层信号的特点及其对InSAR相位影响进行了分析,研究认为川滇地区L波段数据(长波对电离层更为敏感的影响)和Sentinel-1 C波段升轨数据(当地时间18:00:00过境,强烈太阳活动产生的影响)存在强烈的电离层干扰,在数据处理中需要进行电离层改正。(2)PALSAR2 ScanSAR模式干涉数据电离层相位改正的方法研究;研究发展了基于法拉第旋转角的电离层改正技术、基于子带干涉宽幅干涉相位改正技术、基于电离层时空信号统计特征的宽幅干涉相位改正、多方法联合的宽幅干涉相位电离层改正,这一部分我们以覆盖川滇地区的ALOS2 Stripmap模式的时间序列数据为主要研究对象开展了定量分析和实验。(3)电离层相位改正对地震构造反演影响的分析;在方法研究的基础上,针对2015年Mw7.8尼泊尔地震PALSAR2宽幅数据,通过电离层相位改正,重建该地区高精度宽域同震形变场,并进行地球物理定量反演,为地震研究和断层动力学演化过程提供依据。本项目严格按照申请规划年度计划安排,完成了项目既定的研究目标,形成了一套适用于条带模式和宽幅模式干涉数据的电离层改正的方法,并进一步的总结和分析电离层相位改正对同震构造物理反演参数产生的影响。基于本项目的有关研究和资助,发表项目唯一资助SCI论文一篇和项目第二资助SCI论文一篇,参加美国地球物理年会2次并进行了海报张贴展示。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Reconstructing movement history of frozen debris lobes in northern Alaska using satellite radar interferometry
利用卫星雷达干涉测量法重建阿拉斯加北部冰冻碎片叶瓣的运动历史
DOI:
10.1016/j.rse.2018.12.014
发表时间:
2019-02
期刊:
Remote Sensing of Environment
影响因子:
13.5
作者:
[Gong Wenyu, Darrow Margaret M, Meyer Franz J., Daanen Ronald P]
通讯作者:
Daanen Ronald P
Multi-Sensor Geodetic Observations and Modeling of the 2017 Mw 6.3 Jinghe Earthquake
2017年精河6.3级地震多传感器大地观测与模拟
DOI:
10.3390/rs11182157
发表时间:
2019-09
期刊:
Remote Sensing
影响因子:
5
作者:
[Gong Wenyu, Zhang Yingfeng, Li Tao, Wen Shaoyan, Zhao Dezheng, Hou Liyan, Shan Xinjian]
通讯作者:
Shan Xinjian
DOI:
10.1016/j.rse.2018.12.014
发表时间:
2019
期刊:
Remote Sensing of Environment
影响因子:
作者:
[Gong Wenyu, Darrow Margaret M, Meyer Franz J., Daanen Ronald P]
通讯作者:
Daanen Ronald P
InSAR和GNSS融合的高精度垂直构造形变重建与断裂带构造转换/分配研究:以大凉山和祁连山为例
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:龚文瑜
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依托单位:
国内基金
海外基金