Nueva generación del producto chino global de reanálisis atmosférico (CMA-RA V1.5) para la corrección de errores de retardo atmosférico InSAR: evaluación y aplicación

XIAO Ruya ,  

LI Rui ,  

LU Zhaowei ,  

WANG Xun ,  

HE Xiufeng ,  

摘要

El retardo atmosférico es una de las principales fuentes de error en la interferometría de radar de apertura sintética (InSAR), y su corrección de alta precisión es clave para mejorar la confiabilidad de las aplicaciones InSAR. La corrección atmosférica de InSAR basada en datos externos (como espectrómetros de imágenes o productos de modelos meteorológicos) es la técnica más ampliamente utilizada en la actualidad. Basado en la primera generación del producto chino mundial de reanálisis atmosférico y terrestre CRA, la nueva generación CRA1.5 (Reanálisis Atmosférico Global de la Administración Meteorológica de China Versión 1.5, CMA-RA V1.5) ofrece actualizaciones horarias, una resolución horizontal de hasta 10 km y cubre parámetros atmosféricos globales en tres dimensiones desde 1979 hasta la actualidad. Este artículo aplica por primera vez el producto CRA1.5 en la corrección de errores de retardo atmosférico InSAR y evalúa sistemáticamente su rendimiento. Inicialmente se utiliza el método de integración en capas para realizar una interpolación vertical de alta resolución de la altura geopotencial, la temperatura y la humedad específica en los datos de reanálisis para estimar con precisión el retardo troposférico cenital; luego, combinando un modelo iterativo de descomposición troposférica, se interpola el retardo troposférico discreto en un campo de retardo espacialmente continuo para corregir la señal atmosférica en la fase interferométrica. En dos áreas de estudio, la provincia de Shandong en China y el estado de California en EE. UU., se utilizaron datos del satélite Sentinel-1 de 2021 a 2023 para generar un total de 870 interferogramas; se construyó un sistema integral de evaluación basado en estadísticas de fase, estructura espacial y correlación topográfica para examinar integralmente el rendimiento de corrección del CRA1.5 y se comparó con los datos de reanálisis climático ampliamente utilizados ERA5 (Quinta Generación de Reanálisis Atmosférico Global del ECMWF) y el sistema general de corrección atmosférica por radar satelital GACOS. Los resultados muestran que CRA1.5 puede reducir significativamente la desviación estándar de fase del interferograma (una reducción promedio superior al 30 % en ambas áreas de estudio), suprimir eficazmente la señal atmosférica de onda larga y los errores relacionados con la elevación, con un rendimiento integral comparable a ERA5 y GACOS. CRA1.5 tiene una excelente consistencia espacial y temporal, alta fiabilidad y puede reducir eficazmente los errores de retardo atmosférico InSAR, proporcionando un importante soporte de datos para el desarrollo asiático de tecnologías de corrección atmosférica de alta precisión bajo control independiente, y tiene un papel clave en promover el uso cuantitativo de datos de reanálisis chinos en aplicaciones de teledetección.

关键词

InSAR;retardo troposférico;corrección atmosférica;CRA1.5;evaluación estadística;desviación estándar de fase;función de estructura espacial

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