InSAR 模式

在 InSAR 的資料獲取模式中，依接收天線位置之幾何關係不同，可將其分為橫軌 式干涉(Across-Track Interferometry)、沿軌式干涉(Along-Track Interferometry)及重複軌道 式干涉(Repeat-Track or Multi Pass Interferometry)等三種模式[Gens and Genderen, 1996]。

2.1.1 橫軌式干涉

橫軌式干涉模式較為大家熟識，本模式需同時裝置兩個雷達天線系統在同一機載平 台上，且兩天線所構成的直線方向與飛行方向相互垂直(如圖 2.1)。在單一軌跡模式 (Single-Pass Mode)中，此兩個天線是同時裝載也同時運作，運作的實例有 TOPSAR 系統 及SRTM 系統。

圖2.1 橫軌式干涉幾何示意圖

如圖2.1 所示，天線與飛行的方向垂直，其地形高為 θ

1cos r H

z= − (2.1)

其中，

H : 航高 r1 : 斜距 θ：視角

地距(Ground Range)為：

θ

1sin r

y= (2.2)

此種模式只要全相位回復(Phase Unwrapping)成功的完成，即可獲得高程資料，但 無法有效的分辨地形斜坡與飛機傾斜所引起的誤差。在衛載的系統中，則因為衛星飛行 較為穩定，此種誤差影響較小。

2.1.2 沿軌式干涉

沿軌式的方式類似於橫軌式的模式，亦須同時裝置兩個雷達天線系統在同一機載平 台上，但其差異為兩雷達天線的幾何配置不同，其雷達天線所構成的直線方向與飛行路 徑一致，幾何示意圖如圖2.2。

圖2.2 沿軌式干涉幾何示意圖

因為天線的配置方式與橫軌式的方式不同，所以接收訊號產生的相位差主要來源為 物體瞬間的變動量，如水流變動等。由於物體移動將導致天線接收訊號產生都普勒位移 的效果，所以利用都普勒的原理可推算出物體的變動量。但是，在該模式中，天線無法 分辨固定物體的訊號。

沿軌式模式所產生的相位差主要是因物體相對於感測器移動所致，且飛機的偏斜 (Yaw)與俯仰 (Pitch)亦會影響相位差值，所以必須先進行相位差的率定(Calibration)才能 獲得絕對的速度值。

2.1.3 重複軌道式干涉

重複軌道模式的取樣方式如圖2.3 所示，該模式的載台僅配置一個天線，故需利用 載具飛行同一區域兩次的方式進行干涉處理。因取像位置會有些微不同，為能精確的進 行干涉處理，在獲取影像瞬間的實際位置需準確的計算，因此該法較適合飛行軌道穩定 的衛載系統，如ERS 及 RADARSAT 衛星。

圖2.3 重複軌式干涉幾何示意圖

此種模式是利用載台通過相同區域時的位置幾乎一樣，可重複拍攝同一區域二次，

以僅有些微幾何變化的特性來獲取影像對。以此模式進行干涉處理僅須一個天線，且須 有較精確的飛行路徑，因此較適合於衛載的 SAR 感測器，由於衛星位於大氣稀薄的軌 道上，可穩定的沿軌道飛行，故較適合此種模式。

目前較成功的是歐州太空總署所發射的 ERS-1/ERS-2 衛星，特別是針對干涉處理 設計的串聯任務(Tandem Mission)，任務中兩顆衛星拍攝同一地區前後僅相差一天，有 許多結果良好的干涉產品。同樣的，JERS-1 SAR 及由太空梭所裝載的 SIR-C/X-SAR 亦 有良好的成果。

在重複軌道的干涉模式中，要獲得適合的干涉資訊必須符合下列三項條件：1. 地 形的散射情形沒有改變。2.穩定的幾何關係。3.在訊號的移動補償中，SAR 的處理器必 須保持相位的一致性 [Gray and Farrismaning , 1993]。