CN109471104B - 一种从两平行轨道sar数据中获取地表三维移动量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从两平行轨道SAR数据中获取地表三维移动量的方法，分别收集来自两个相邻平行轨道、地表移动发生前后各一景单视复数(Single Complex Look，SLC)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)数据，以及与SAR影像具有相同覆盖区域的数字高程模型数据；对两个差分像对SAR影像进行剪切，分别得到覆盖重叠区域的两个SAR差分像对影像数据；对以上两个SAR差分像对分别进行多孔径干涉测量处理或偏移跟踪处理，以获取两个地表点在轨道方向(方位向)上的移动量，取两者平均值得到精度较高的地表点在方位向上的移动量；分别求取重叠区域地表点沿垂直方向、沿东方向、沿北方向上的移动量以及地表点水平移动量与地表点移动总量。本发明可精确获取平行轨道SAR影像重叠区域地表点三维移动量。
Description
技术领域
本发明涉及空间对地观测、大地测量、工程测量及地质灾害监测中获取地表沉降信息等领域，特别是地震同步移动监测、火山喷发移动监测、地下开采引起的矿区地表沉降监测、冰山(川)移动监测等领域。本发明提供了在上述技术领域中精确获取地表点三维移动量的一种方法。
背景技术
在利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)干涉测量获取地表(地面)移动信息中，无论是用常规差分雷达干涉测量(D-InSAR，Differential syntheticaperture radar interferometry)和多时相合成孔径雷达干涉测量(Multi-temporalsynthetic aperture radar interferometry)或称为高级时序InSAR技术[主要包括小数据集(SBAS，Small-baseline subset)和稳定散射体干涉测量(PS-InSAR，persistentscatterer synthetic aperture radar interferometry)]，只能获取到雷达视线方向(LOS，Radar line of sight)上的地表点的移动量，而无法获取到地表三维移动量。然而，在空间对地观测以及地质灾害调查领域中(如：地下开采引起的矿区地表沉降监测、地震同步移动监测、火山喷发移动监测、冰山(川)移动监测等)，需要获取到地表上下、东西和南北的三维移动量以及地表点水平移动量和移动总量，以满足定量形变信息的分析需求。目前，通过合成孔径雷达干涉测量获取地表点的三维移动量，国内外主要有以下三种方法：
方法1.利用来自同一时间段内的三个以上轨道的合成孔径雷达干涉测量结果(雷达视线方向上的地表移动量)与垂直方向、东西方向和南北方向三个方向移动分量的关系组成方程组，并求解方程组，从而分别获取到地表点沿垂直方向、东西方向和南北方向三个移动量。(参见[1]Rocca，F.2003.“3D motion recovery from multi-angle and/or leftright interferometry.”Proceedings of the third International Workshop on ERSSAR.；[2]Wright，T.J.，Parsons，B.E.，Lu，Z.，2004.“Toward mapping surfacedeformation in three dimensions using InSAR.”Geophysical Research Letters，31(1).http://dx.doi.org/10.1029/2003GL018827.；[3]Gray，L.，2011.“Using multipleRADARSAT InSAR pairs to estimate a full three-dimensional solution forglacial ice movement.”Geophysical Research Letters，38(5).http://dx.doi.org/10.1029/2010gl046484.)
方法2.利用来自同一时间段内升轨和降轨合成孔径雷达干涉测量结果(雷达视线方向上的地表移动量)与方位向移动测量结果联合求取。方位向测量结果主要是利用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)或偏移跟踪测量(Offset-TrackingMeasurement)法获取。(参见[4]Fialko，Y.，Simons，M.，Agnew，D.2001.“The complete(3-D)surface displacement field in the epicentral area of the 1999M(w)7.1HectorMine earthquake，California，from space geodetic observations.”GeophysicalResearch Letters，28(16)，3063–3066.；[5]Funning，G.J.，Parsons，B.，Wright，T.J.，Jackson，J.A.，Fielding，E.J.2005.“Surface displacements and source parametersof the 2003 Bam(Iran)earthquake from Envisat advanced Synthetic ApertureRadar imagery.”Journal of Geophysical Research，110(B9).http://dx.doi.org/10.1029/2004JB003338.；[6]Wright，T.J.，Parsons，B.E.，Lu，Z.，2004.“Toward mappingsurface deformation in three dimensions using InSAR.”Geophysical ResearchLetters，31(1).http://dx.doi.org/10.1029/2003GL018827；[7]Gray，L.，Joughin，I.，Tulaczyk，S.，Splkes，V.B.，Bindschadler，R.，Jezek，K.2005.“Evidence for subglacialwater transport in the West Antarctic Ice Sheet through three-dimensionalsatellite radar interferometry.”Geophysical Research Letters，32(3).http://dx.doi.org/10.1029/2004GL021387.；[8]Gonzalez，P.J.，Fernandez，J.，Camacho，A.G.2009.“Coseismic three-dimensional displacements determined using SARdata:theory and an application test.”Pure and Applied Geophysics，166(8–9)，1403–1424.；[9]Hu，J.，Li，Z.W.，Ding，X.L.，Zhu，J.J.，Zhang，L.，Sun，Q.，2012.“3Dcoseismic displacement of 2010 Darfield，New Zealand earthquake estimated frommulti-aperture InSAR and D-InSAR measurements.”Journal of Geodesy，86，1029–1041.)
方法3.利用合成孔径雷达干涉测量结果与全球定位系统(GNSS，GPS)观测结果联合求取地表三维移动量。(参见[10]Gudmundsson，S.，Gudmundsson，M.T.，Bjornsson，H.，Sigmundsson，F.，Rott，H.，Carstensen，J.M.2002.“Three-dimensional glacier surfacemotion maps at the Gjalp eruption site，Iceland，inferred from combining InSARand other ice-displacement data.”Annals of Glaciology，34(1)，315–322；[11]Samsonov，S.，Tiampo，K.2006.“Analytical optimization of a D-InSAR and GPSdataset for derivation of three-dimensional surface motion.”IEEE Geoscienceand Remote Sensing Letters，3(1)，107–111.)
其中，方法1需要利用来自同一时间段内的三个以上轨道的合成孔径雷达干涉测量结果联合求解方程组，获取地表点三维移动量。然而，在实际中几乎不可能在相同的时间段内获取到覆盖同一区域的来自三个不同轨道的合成孔径雷达数据集。
方法2中，利用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)或偏移跟踪技术(Offset-Tracking)获取到的地表点方位向移动量，其监测精度一般为分米级，远低于利用常规差分合成孔径雷达干涉测量成果的精度(厘米级)。因两者精度差距很大，实际应用价值较低。
方法3将合成孔径雷达干涉测量结果与全球定位系统观测结果进行联合，从而求解出地表移动三维分量的方法，由于SAR影像的空间分辨率通常在1.0—30.0米之间，而在整个监测范围或在SAR影像范围内布置如此高密度的全球定位系统测站是不现实的。
可见，如何降低用合成孔径雷达干涉测量获取地表三维移动量的条件、提高方位向测量精度，从而提高所获取的地表三维移动量成果的精度，使技术方法具有可行性与普适性是当前空间对地观测及地质灾害监测中研究的热点方向与核心内容之一。
发明内容
本发明所要解决的关键技术问题是：克服现有技术的不足，降低利用合成孔径雷达干涉测量精确获取地表点三维移动量的条件、改进方位向测量精度，提供从两个相邻平行轨道SAR数据中精确获取地表三维移动量的方法，以并使得所提供的方法与模型在空间对地观测及地质灾害监测工程应用中具有可行性与应用价值。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种从两平行轨道SAR数据中获取地表三维移动量的方法，包括以下步骤：
步骤1：数据收集与选择：分别收集来自两相邻平行轨道、地表移动发生前后各一景单视复数SAR数据。SAR数据的选取依据体现为：每一轨道的两景SAR影像距地表移动发生时间尽可能短，且两者的空间垂直基线也要尽量小，以保证SAR数据干涉的高相干性。另外，收集与SAR影像具有相同覆盖区域的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据，用于后续差分干涉处理；
步骤2：数据预处理：依据两个轨道SAR影像重叠区域，对两个差分像对SAR数据进行剪切，分别得到覆盖重叠区域的两个SAR差分像对。同时，按重叠区域范围对DEM数据进行剪裁；
步骤3：差分干涉测量处理：对步骤2获取的覆盖重叠区域的两个SAR影像对进行雷达干涉测量处理，分别获取各SAR影像对沿各自雷达视线方向(Line of sight，LOS)上地表点的移动量d1 LOS和d2 LOS，其中，d1 LOS、d2 LOS，以此作为求取重叠区域地表点三维移动量的已知量，为步骤5提供数据支撑；
步骤4：多孔径干涉测量处理(或偏移跟踪测量处理)：分别对步骤2获取的两个裁剪后的SAR差分像对，运用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)处理，或对两个SAR像对进行偏移跟踪处理(Offset-Tracking)，以获取两个轨道各自沿方位向上地表点移动量(d1 AZ和d2 AZ)。为提高方位向测量的精度，取两者平均值，即得到较高精度的地表点方位向上移动量，为步骤5提供数据支撑；
步骤5：求取地表点三维移动量：根据两个平行轨道SAR影像参数文件中所提供的雷达信号入射角θ1、θ2以及卫星轨道方位角α，求取入射角之差Δθ，Δθ＝θ2-θ1，再将步骤3获得的d1 LOS、d2 LOS及步骤4获得的d1 AZ、d2 AZ一起带入到获取地表点三维移动量的数学模型，进而分别求取到重叠区域地表点沿垂直方向(dU)、沿东方向(dE)、沿北方向(dN)上的移动量以及地表点水平移动量和移动总量的绝对值。
所述步骤2具体实现过程为：
(1)对步骤1挑选出的两相邻平行轨道SAR影像对，在合成孔径雷达干涉处理软件中进行多视处理，分别生成两个轨道主影像的多视强度图；
(2)从两个轨道主影像的多视强度图中，找出两个SAR影像对的重叠区域，记录重叠区域主影像多视强度图中的行列号数，并根据主影像多视强度图的方位向视数、距离向视数以及宽高比，计算出重叠区域在两个SLC主影像中对应的行列号数；
(3)根据所述重叠区域两个SLC主影像中的行列号数，分别对两个SAR影像对的主影像进行裁剪，可获得只覆盖重叠区域的两个SAR影像对的主影像；
(4)依据裁剪后的主影像，分别对影像对中另一景辅影像进行裁剪，得到覆盖重叠区域的两个影像对的SLC数据。
所述步骤3具体实现过程如下：
(1)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别进行两个重叠区域SAR影像对主辅影像之间的粗配准和精配准；
(2)辅影像重采样，按照精配准多项式及相位重采样法，对另一景SAR辅影像进行相位重采样，得到重采样后的两个轨道的SAR辅影像；
(3)在合成孔径雷达干涉处理软件中，对上述两个轨道SAR影像对进行D-InSAR干涉测量处理，分别获取两个SAR影像对沿各自雷达视线方向上地表点的移动d1 LOS和d2 LOS，随后对两个轨道雷达视线方向形变进行地理编码。
所述步骤4具体实现过程如下：
(1)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别对步骤2获取的两个裁剪后的SAR差分像对，通过方位向公共带滤波生成前后视SLC数据；
(2)前后视相位共轭相乘得到MAI干涉相位，并将两个轨道MAI干涉相位转换成地表点沿方位向上移动量；
(3)求取两个轨道方位向监测结果的平均值，以减小多孔径干涉测量或偏移跟踪处理的测量误差。
所述合成孔径雷达干涉处理软件包括：GAMMA,SARscape,SARPROZ,EarthView,Doris,或StaMPS等。
所述步骤5中的数学模型为一种从两个相邻平行轨道的SAR影像对中，获取地表点三维移动量的精确算法，具体如下：
根据已得到的两个SAR干涉对沿各自雷达视线方向上地表点的移动d1 LOS和d2 LOS，并结合两个轨道雷达信号入射角(θ1和θ2)，利用下式可精确求取地表点的垂直方向移动量：
式(1)为本发明提供的获取地表点垂直方向移动向量的数学模型，dU表示地表点的垂直方向移动量；雷达信号入射角θ1和θ2一般采用SAR影像相应参数文件中提供的参数值，或利用SAR卫星与SAR影像中心点在地心惯性坐标系GEI所构成的几何关系求取。
根据已得到的两个SAR干涉对沿各自方位向上地表点的移动d1 AZ和d2 AZ，并结合卫星轨道方位角α，利用下面两式可精确求取地表点沿东方向(dE)和沿北方向(dN)的移动量：
式(2)、式(3)为本发明提供的获取地表点沿东方向和沿北方向移动向量的数学模型。dE、dN分别表示地表点沿东方向和沿北方向移动，可为移动量或移动速度；雷达信号入射角θ1、θ2和卫星轨道方位角α，一般可采用SAR影像相应参数文件中提供的参数值。
根据已得到的地表点沿东方向和沿北方向移动量，利用以下两式可精确求取地表点水平移动量和地表点移动总量的绝对值：
式(4)、式(5)为本发明提供的获取地表点水平方向移动量和地表点移动总量的数学模型。dH、dF分别表示地表点水平方向移动量和地表点移动总量的绝对值。
所述雷达干涉测量处理采用常规差分干涉测量法(D-InSAR)、多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)和偏移跟踪测量(Offset-Tracking Measurement)法。
本发明与现有技术方法相比，其优势与有益效果在于：
(1)本发明仅用来自两个平行轨道SAR影像数据对，再利用本发明中提供的方法与数学模型，即可精确地获取SAR影像重叠区域地表点三维移动量。
而在现有技术方法中，技术方法1利用来自同一时间段内的三个以上轨道的合成孔径雷达干涉测量结果联合求解来获取地表点垂直移动量。实际上，几乎不可能在相同时间段获取到覆盖同一区域来自三个轨道的SAR数据集；
技术方法2利用来自同一时间段内的上下轨道的合成孔径雷达干涉测量结果与方位向测量结果联合求取。用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)或偏移跟踪技术(Offset-Tracking)所获取到的方位向移动测量成果精度远低于用常规差分合成孔径雷达干涉测量或多时相合成孔径雷达干涉测量成果的精度，用两种精度相差悬殊的观测量联合求取垂直方向以及东西、南北移动量，实际应用价值较低；
技术方法3将合成孔径雷达干涉测量结果与全球定位系统观测结果进行联立求取垂直方向移动量。由于SAR影像的地表分辨率通常在1.0-30.0米之间，而在整个SAR影像范围内布置密度如此高的全球定位系统测站是不现实的。
相对于上述3种现有技术方法存在的各种不足与缺陷，无论是相对当前利用来自三个轨道的合成孔径雷达干涉测量结果方法还是利用上下轨道的合成孔径雷达干涉测量结果并结合方位向的测量结果的方法，本发明所提供的方法仅用两个平行轨道的SAR数据且明显地提高了方位向测量精度，故具有数据量需求少、获取成果精度高、可行性强、应用价值高等优势。
(2)利用本发明提供的方法与数学模型，可精确获取地球陆地表面三维移动信息。本发明对于空间对地观测、地质灾害监测等，具有较高的科学意义与实用价值。将本发明提供的方法与数学模型用于空间对地观测、地球动力学、防灾减灾以及地质灾害监测等领域中，所产生的社会与经济效益是难以估量的。随着合成孔径雷达卫星技术的迅猛发展，本发明将更广泛地应用于空间对地观测、地质灾害监测等领域中，造福全人类。
附图说明
图1为本发明提供的精确获取地表三维移动量方法的流程图；
图2为本发明提供的SAR卫星成像几何及地表点沿雷达视线向移动与三维移动量之间的关系图；
图3为本发明提供的两个相邻平行轨道对地观测的几何示意图；
图4为本发明提供的两相邻平行轨道SAR影像数据重叠区域示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明从两个相邻平行轨道SAR影像对中获取地表三维移动量方法的流程图，具体实现步骤如下：
步骤1：数据收集与选择：分别收集来自两个相邻平行轨道、地表移动发生前后各一景单视复数SAR数据。选择原则：该两景SAR影像距地表移动发生时间尽可能短，且两者的空间垂直基线也尽量短。另外，收集与SAR影像具有相同覆盖区域的数字高程数据(DigitalElevation Model,DEM)；
步骤2：数据预处理：对两个差分像对SAR影像进行剪切，分别得到覆盖重叠区域的两个SAR差分像对影像数据。同时，按覆盖重叠区域对DEM数据进行剪裁；
步骤3：差分干涉测量处理：在雷达干涉测量处理软件中，分别对步骤2获得的两个SAR差分像对进行差分干涉测量处理，获取到两个轨道在各自雷达视线方向上(Line ofsight，LOS)地表点的移动量；
步骤4：多孔径干涉测量处理：分别对步骤2获得的两个SAR差分像对进行多孔径干涉测量处理(Multi-aperture InSAR，MAI)或用偏移跟踪(Offset_tracking)处理，获取两个轨道在地表点方位向上移动量，取两者的平均值得到较高精度的方位向上移动量；
步骤5：求取地表点三维移动量：利用本发明提供的数学模型，分别求取重叠区域地表点沿垂直方向、沿东方向、北方向上的移动量以及地表点水平移动量和移动总量。
步骤1中：SAR数据集的选择。在尽可能相同的时间段内收集来自两个相邻平行轨道、地表移动发生前后各一景单视复数SAR影像对。另外，收集与SAR影像具有相同覆盖区域的数字高程数据(Digital Elevation Model,DEM)；
步骤2中：依据两个轨道SAR影像的重叠区域，对步骤1获取的SAR数据分别进行剪切，得到两个覆盖重叠区域的SAR影像对；
(1)对步骤1挑选出的两相邻平行轨道SAR影像对，在合成孔径雷达干涉处理软件中进行多视处理，分别生成两个轨道主影像的多视强度图；
(2)从两个轨道主影像的多视强度图中，找出两个SAR影像对的重叠区域，记录重叠区域主影像多视强度图中的行列号数，并根据主影像多视强度图的方位向视数、距离向视数以及宽高比，计算出重叠区域在两个SLC主影像中对应的行列号数；
(3)根据所述重叠区域两个SLC主影像中的行列号数，分别对两个SAR影像对的主影像进行裁剪，可获得只覆盖重叠区域的两个SAR影像对的主影像；
(4)依据裁剪后的主影像，分别对影像对中另一景辅影像进行裁剪，得到覆盖重叠区域的两个影像对的SLC数据。
步骤3中：差分干涉测量处理：对所述覆盖重叠区域的两个SAR影像对进行雷达干涉测量处理，分别获取各SAR影像对在各自雷达视线方向上(Line of sight，LOS)地表点的移动量d1 LOS和d2 LOS，其中d1 LOS、d2 LOS为地表移动量，以此作为求取重叠区域地表点垂直移动量dU的已知量，为步骤5提供数据支撑；
(1)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别进行两个重叠区域SAR影像对主辅影像之间的粗配准和精配准；
(2)辅影像重采样，按照精配准多项式及相位重采样法，对另一景SAR辅影像进行相位重采样，得到重采样后的两个轨道的SAR辅影像；
(3)分别对上述两个SAR影像对进行干涉处理(常规差分干涉测量法)生成干涉图；
(4)依据SAR卫星轨道参数去除平地相位，再用数字高程数据(DEM，digitalelevation model)去除干涉图中地形相位。随后进行滤波与地理编码，获取到两个SAR影像对在各自雷达视线方向上的地表点移动量(d1 LOS、d2 LOS)。
步骤4中：多孔径干涉测量(或偏移跟踪)处理：分别对以上两个裁剪后的SAR差分像对，运用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)或用偏移跟踪(Offset_tracking)方法获取到两个轨道各自沿方位向上地表点的移动量(d1 AZ和d2 AZ)，取其平均值得到较高精度的地表点方位向上移动量，为步骤5提供数据支撑；
(1)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别对以上两个裁剪后的SAR差分像对，通过方位向公共带滤波生成前后视SLC数据；
(2)前后视相位共轭相乘得到MAI干涉相位，再将两个轨道MAI干涉相位转换成地表点沿方位向上移动分量或用偏移跟踪(Offset_tracking)方法，获取地表点沿方位向上移动量；
(3)求取两个轨道方位向测量结果的平均值，作为地表点方位向移动量。
步骤5中：求取地表点三维移动量：根据两个平行轨道SAR影像参数文件中所提供的雷达信号入射角θ1、θ2和卫星轨道方位角α，求取入射角之差Δθ，Δθ＝θ2-θ1，(Δθ可用其它方法求解，如利用SAR卫星与SAR影像中心点在地心惯性坐标系(GEI，GeocentricEquatorial Inertial System)构成的几何关系求取)。再与步骤3获得的d1 LOS、d2 LOS及步骤4获得的d1 AZ，d2 AZ一起带入到本发明提供的数学模型中，分别求取重叠区域地表点沿垂直方向(dU)、沿东方向(dE)、沿北方向(dN)上的移动量以及地表点水平移动量和移动总量。
根据已得到两个SAR干涉对在各自雷达视线方向上地表点的移动d1 LOS和d2 LOS，并获取到的相应雷达信号入射角为θ1和θ2，利用下式可精确求取地表点的垂直方向移动量：
式(1)即为本发明提供的获取地表点的垂直方向移动的数学模型，dU表示地表点的垂直方向移动量；d1 LOS、d2 LOS分别为重叠区域两个相邻平行轨道各自雷达视线方向移动，一般是在合成孔径雷达干涉处理软件(如：GAMMA，SARscape，SARPROZ，EarthView，Doris，StaMPS等)中进行干涉测量处理获取到；雷达信号入射角θ1和θ2一般采用SAR影像相应参数文件中提供的参数值，或利用SAR卫星与SAR影像中心点在地心惯性坐标系GEI所构成的几何关系求取。
根据已得到两个SAR干涉对沿各自方位向上地表点的移动量d1 AZ和d2 AZ，并获取到卫星轨道方位角α，利用以下两式可精确求取地表点沿东方向(dE)、沿北方向(dN)的移动量：
式(2)、式(3)为本发明提供的获取地表点沿东方向和沿北方向移动向量的数学模型。dE、dN分别表示地表点沿东方向和沿北方向移动；雷达信号入射角θ1、θ2和卫星轨道方位角α，一般可采用SAR影像相应参数文件中提供的参数值。
根据已得到的地表点沿东方向和沿北方向移动量，利用以下两式，可精确求取地表点水平移动量和地表点移动总量的绝对值：
式(4)、式(5)为本发明提供的获取地表点水平方向移动量和地表点移动总量的数学模型。dH、dF分别表示地表点水平方向移动量和地表点移动总量的绝对值。
图2是合成孔径雷达视线方向移动与南北方向、东西方向、垂直方向移动量之间的几何关系示意图。其中，dLOS表示地表点在雷达视线方向上移动量；dU，dN，，dE分别表示地表点沿垂直方向、沿北方向与沿东方向的移动量，且定义向上移动、向北方向移动、向东方向移动为坐标轴的正方向。θ和α分别表示雷达信号入射角和轨道方位角(即雷达卫星的运动方向与真北方向的夹角)。
图3为两个相邻平行轨道对地观测的立体几何示意图。轨道1(T1)、轨道2(T2)表示任意两个SAR卫星平行轨道。其中，轨道1和轨道2分别是地表点的近距轨道和远距轨道；入射角1(θ1)和入射角2(θ2)分别表示轨道1和轨道2雷达信号的入射角；Δθ为θ1和θ2之间的差值；P为重叠区域地表目标点。
图4表示两个相邻平行轨道SAR影像数据重叠区域示意图，其中加粗黑色矩形表示两个SAR数据集的重叠区域。
凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、变换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种从两平行轨道SAR数据中获取地表三维移动量的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：数据收集与选择：分别收集来自两相邻平行轨道、地表移动发生前后各一景单视复数合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)数据，SAR数据的选取依据体现为：每一轨道的两景SAR影像距地表移动发生时间较短，且两者的空间垂直基线也较短，以保证SAR数据干涉的高相干性，另外，收集与SAR影像具有相同覆盖区域的数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)数据，用于后续差分干涉处理；
步骤2：数据预处理：依据两个轨道SAR影像重叠区域，对两个SAR像对进行剪切，分别得到覆盖重叠区域的两个SAR像对数据，同时，按重叠区域范围对DEM数据进行剪裁；
步骤3：差分干涉测量处理：对步骤2获取的覆盖重叠区域的两个SAR影像对进行差分干涉测量处理，分别获取各SAR影像对沿各自雷达视线方向(Line of sight，LOS)上地表点移动量d1 LOS和d2 LOS，其中，d1 LOS、d2 LOS，以此作为求取重叠区域地表点三维移动量的已知量，为步骤5提供数据支撑；
步骤4：多孔径干涉测量处理或偏移跟踪测量处理：分别对步骤2获取的两个裁剪后的SAR差分像对，用多孔径干涉测量(Multi-aperture InSAR，MAI)或偏移跟踪测量(Offset-Tracking Measurement)方法获取到地表点沿各自方位向上地表点的移动量d1 AZ和d2 AZ，为提高方位向测量精度，取其平均值作为方位向移动量，得到较高精度的地表点在方位向上移动量，为步骤5提供数据支撑；
步骤5：求取地表点三维移动量：根据两个平行轨道SAR数据参数文件中所提供的雷达信号入射角θ1、θ2以及卫星轨道方位角α，求取入射角之差Δθ，Δθ＝θ2-θ1，再将步骤3获得的d1 LOS、d2 LOS及步骤4获得的d1 AZ、d2 AZ一起带入到获取地表点三维移动量的数学模型，分别求取到重叠区域地表点沿垂直方向dU、沿东方向dE、沿北方向dN上的移动量，进而求取地表点水平移动量和地表点移动总量；
所述步骤2具体实现过程为：
(21)对步骤1挑选出的两相邻平行轨道SAR影像对，在合成孔径雷达干涉处理软件中进行多视处理，分别生成两个轨道主影像的多视强度图；
(22)从两个轨道主影像的多视强度图中，找出两个SAR影像对的重叠区域，记录重叠区域主影像多视强度图中的行列号数，并根据主影像多视强度图的方位向视数、距离向视数以及宽高比，计算出重叠区域在两个SLC(即单视复数)主影像中对应的行列号数；
(23)根据所述重叠区域两个SLC主影像中的行列号数，分别对两个SAR影像对的主影像进行裁剪，可获得覆盖重叠区域的两个SAR影像对的主影像；
(24)依据裁剪后的主影像，分别对影像对中另一景辅影像进行裁剪，得到覆盖重叠区域的两个影像对的SLC数据；
所述步骤5中的数学模型为一种从两个相邻平行轨道SAR影像对中，获取地表点三维移动量的精确算法，具体如下：
根据已得到的两个SAR干涉对沿各自雷达视线方向上地表点的移动d1 LOS和d2 LOS，并结合两个轨道雷达信号入射角θ1和θ2，利用下式可精确求取地表点的垂直方向移动量：
式(1)为获取地表点垂直方向移动向量的数学模型，dU表示地表点的垂直方向移动量；雷达信号入射角θ1和θ2一般采用SAR影像相应参数文件中提供的参数值，或利用SAR卫星与SAR影像中心点在地心惯性坐标系GEI所构成的几何关系求取；
根据已得到的两个SAR干涉对沿各自雷达视线方向上地表点的移动量d1 LOS和d2 LOS以及两个SAR干涉对沿各自方位向上地表点的移动量d1 AZ和d2 AZ，并结合两个轨道雷达信号入射角θ1和θ2和卫星轨道方位角α，利用下面两式可精确求取地表点沿东方向dE和沿北方向dN的移动量：
式(2)、式(3)为获取地表点沿东方向和沿北方向移动向量的数学模型，dE、dN分别表示地表点沿东方向和沿北方向移动量，雷达信号入射角θ1、θ2和卫星轨道方位角α，一般可参考SAR影像相应参数文件中提供的参数值，
根据已得到的地表点沿东方向和沿北方向移动量，利用以下两式，可精确求取地表点水平移动量和地表点移动总量的绝对值：
式(4)、式(5)为获取地表点水平方向移动量和地表点移动总量的数学模型，dH、dF分别表示地表点水平方向移动量和地表点移动总量的绝对值。
2.根据权利要求1所述的从两平行轨道SAR数据中获取地表移动三维分量的方法，其特征在于：所述步骤3具体实现过程如下：
(31)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别进行两个重叠区域SAR影像对主辅影像之间的粗配准和精配准；
(32)辅影像重采样，按照精配准多项式及相位重采样法，对另一景SAR辅影像进行相位重采样，得到重采样后的两个轨道的SAR辅影像；
(33)在合成孔径雷达干涉处理软件中，对上述两个轨道SAR影像对进行D-InSAR干涉测量处理，分别获取两个SAR影像对沿各自雷达视线方向上地表点的移动量d1 LOS和d2 LOS，随后对两个轨道雷达视线方向形变进行地理编码。
3.根据权利要求1所述的从两平行轨道SAR数据中获取地表移动三维分量的方法，其特征在于：所述步骤4具体实现过程如下：
(41)在合成孔径雷达干涉处理软件中，分别对步骤2获取的两个裁剪后的SAR差分像对，通过方位向公共带滤波生成前后视SLC数据，
(42)前后视相位共轭相乘得到MAI干涉相位，并将两个轨道MAI干涉相位转换成地表点沿方位向上的移动量；或用偏移跟踪测量(Offset-Tracking Measurement)法，分别获取地表点沿轨道方位向上的移动量，
(43)求取以上获取到的两个轨道方位向上移动量的平均值，作为地表点沿方位向上的移动量，以减小多孔径干涉测量或偏移跟踪测量的误差、提高方位向测量精度。
4.根据权利要求3所述的从两平行轨道SAR数据中获取地表移动三维分量的方法，其特征在于：所述合成孔径雷达干涉处理软件包括：GAMMA，SARscape，SARPROZ，EarthView，Doris或StaMPS。
5.根据权利要求3所述的从两平行轨道SAR数据中获取地表移动三维分量的方法，其特征在于：所述MAI和Offset-Tracking算法处理软件包括：GAMMA，SARscape，SARPROZ，EarthView，Doris或StaMPS。
6.根据权利要求1所述的从两平行轨道SAR数据中获取地表移动三维分量的方法，其特征在于：所述处理方法采用平行轨道SAR数据，并将差分干涉测量(D-InSAR)与多孔径干涉测量(MAI)或偏移跟踪测量(Offset-Tracking)相结合。
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