레이더 간섭위상의 정밀고도변환 알고리즘 개선

Abstract

InSAR (Interferometric SAR) 기법을 이용한 DEM 추출은 두 SAR 영상의 정합, 간섭도 생성, 위상 필터링, 위상 unwrapping, 고도변환, 좌표계 변환 등 매우 복잡한 단계를 필요로 한다. 본 연구에서는 unwrapped 위상을 고도값으로 변환하는 과정에 대한 정밀도 향상을 위한 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 지구타원체를 고려하여 수정된 ambiguity 방법, Schw<TEX>$\ddot{a}$</TEX>bisch 방법과 더불어 두 SAR 자료의 궤도가 평행하지 않을 때 발생하는 오차를 현저히 줄일 수 있는 개선된 ambiguity 방법이다. JERS-1 궤도를 이용한 알고리즘 성능 분석을 통해 기존 ambiguity 알고리즘은 두 개의 SAR 영상 궤도가 평행하지 않은 경우, 간섭위상의 고도변환 과정 중에 약 40 m 이상의 오차가 발생할 수 있음을 확인하였다. 개발된 알고리즘은 JERS-1과 같은 위성궤도의 불안정 또는 ERS2-ENVISAT Cross-InSAR를 위한 궤도 제어 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있는 평행하지 않는 두 위성 궤도 자료의 간섭쌍을 이용한 정밀 InSAR DEM 생성에 매우 효과적으로 활용될 수 있다. The InSAR (Interferometric SAR) processing steps for DEM generation consist of the coregistration of two SAR data, interferogram generation, phase filtering, phase unwrapping, phase to height conversion, and geocoding, etc. In this study, we developed the precise algorithm for phase to height conversion, including the ambiguity method taking into account Earth ellipsoid, Schw<TEX>$\ddot{a}$</TEX>visch method, and the refined ambiguity method suitable for the interferometric pair with non-parallel obit. From the testing with JERS-1 orbit we found that the height error by traditional ambiguity method reaches to about 40 m during phase to height conversion. The proposed methods are very useful in generating precise InSAR DEM;especially in the case of using non-parallel InSAR pair due to unstable orbit control such as JERS-1 or intentional orbit control such as Cross-InSAR pair between ERS2 and ENVISAT satellite.