星载双基InSAR系统中的电离层色散效应分析与校正*

林世明，张毅，王吉利，赵爽,2

(1 中国科学院空天信息创新研究院， 北京 100190； 2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院， 北京 100049)

星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, 简称SAR)是一种高分辨率的雷达成像系统。SAR作为一种主动成像系统，可以全天时、全天候、高分辨率地对地球进行成像，且可在机载平台或者卫星平台上工作。因此，SAR被广泛应用于地球科学、气候监测、环境监测、灾害监测、植被监测等领域[1]。而InSAR(interferometric synthetic aperture radar)系统通过对同一地区的两次成像数据进行干涉处理得到该地区的形变和高程等信息[2]。SAR信号在穿越电离层的过程中，由于电离层的色散特性，会对信号产生包括群相延迟、闪烁、法拉第旋转等效应，其中色散效应会在信号方位向和距离向的聚焦上产生明显影响[3]，从而导致干涉相位产生较大的误差。传统InSAR系统为单基雷达，对某一成像区域进行干涉处理时需要多次航过成像区域进行成像；而在双基InSAR系统中，由于此时系统拥有2颗成像卫星，所以对成像区域的两次成像可以在同一时间完成。因此，双基单次航过系统拥有有利于获取DEM数据、避免时间去相干等优点[4]。正是由于双基雷达对成像区域的成像同时进行这一特点，所以大多数学者认为双基系统中的电离层相位可以通过干涉处理抵消，因此不受电离层效应影响。但是Krieger等[4-5]发现由于2颗成像卫星的入射角之间的微小差异以及电离层在方位向的变化，双基系统中仍然受到电离层效应的影响。由于低频段系统波长较长，基线较大，这种效应所产生的误差不可忽略。……