Атмосферная задержка является одним из основных источников ошибок в интерферометрическом синтетическом апертурном радаре (InSAR), и высокоточное её исправление является ключом к повышению надежности применений InSAR. Текущие методы атмосферной коррекции InSAR основаны на внешних данных, таких как гиперспектральные изображения и продукты метеорологических моделей. Исходя из первого поколения глобального продукта атмосферного и наземного реанализа Китая (China’s First Generation Global Atmosphere and Land Reanalysis Product, CRA), новый продукт глобального атмосферного реанализа Китая (China Meteorological Administration Global Atmospheric Reanalysis Version 1.5, CMA-RA V1.5, или CRA1.5) предоставляет обновления ежечасно с горизонтальным разрешением до 10 км и покрытием с 1979 года по настоящее время с трехмерными атмосферными параметрами по всему миру. В этой статье впервые применяется продукт CRA1.5 для коррекции ошибок атмосферной задержки InSAR и проводится систематическая оценка его производительности. Сначала применяется метод послойного интегрирования для высокоточного вертикального интерполирования потенциала высоты, температуры и параметров удельной влажности из реаналитических данных для точной оценки зенитной задержки тропосферы; затем с помощью итеративной модели разложения тропосферы дискретная задержка интерполируется в пространственно непрерывное поле задержек для корректировки атмосферного сигнала в интерференционной фазе. На двух исследуемых площадках в провинции Шаньдун, Китай и штате Калифорния, США, используя данные спутника Sentinel-1 за 2021-2023 годы, было сгенерировано 870 интерференционных изображений. Построена комплексная оценочная система по различным измерениям, включая статистику фаз, пространственную структуру и корреляцию с рельефом, для всесторонней проверки коррекционной производительности CRA1.5 и сравнения с широко используемыми продуктами атмосферного реанализа пятого поколения Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (Fifth Generation ECMWF Atmospheric Reanalysis of the Global Climate, ERA5) и универсальной онлайн-службой атмосферной коррекции для InSAR (Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR, GACOS). Результаты показывают, что CRA1.5 значительно снижает стандартное отклонение фаз в интерференционных изображениях (среднее снижение более 30% в двух областях исследования), эффективно подавляет длинноволновые атмосферные сигналы и ошибки, связанные с высотой, при этом комплексная производительность сопоставима с ERA5 и GACOS. CRA1.5 обладает высокой пространственной и временной согласованностью и надежностью, эффективно снижая ошибки атмосферной задержки InSAR, что обеспечивает важную поддержку для развития независимых высокоточных технологий атмосферной коррекции в Китае и имеет большое значение для продвижения использования отечественных реаналитических данных в количественных приложениях дистанционного зондирования.
关键词
InSAR;тропосферная задержка;атмосферная коррекция;CRA1.5;статистическая оценка;стандартное отклонение фазы;структурная функция пространства