CHT-星载差分 InSAR 形变场产品

CH/TXXXX—XXXX

星载差分InSAR形变场产品

1范围

本文件规定了星载差分InSAR形变场产品（以下简称“产品”）的产品描述、产品构成及文件要

求、技术要求、产品检验、产品存储等内容。

本文件适用于两期不同时相的星载合成孔径雷达数据通过差分干涉技术得到的形变场产品的设计、

生产、管理和使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T17798地理空间数据交换格式

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

合成孔径雷达差分干涉differentialInSAR

从两次及以上合成孔径雷达数据的干涉相位中去除地形相位，提取地表几何形变信息的技术。

3.2

单视复数影像single-lookcompleximage

视数为1的复数影像。

注：视数表示子孔径的数量。

3.3

雷达视线向radarlineofsight

雷达波束照射方向。

3.4

入射角incidenceangle

雷达视线向与参考椭球表面法线方向之间的夹角。

3.5

形变场deformationfield

自然和（或）人为因素作用下的地表形变分布状况。

3.6

解缠相位unwrappedphase

恢复相位主值中2π整周模糊度之后得到的相位。

3.7

重缠绕相位rewrappedphase

1

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将解缠相位缠绕到(-π,π]区间得到的相位。

3.8

大气相位atmosphericphase

雷达波在大气传播过程中产生的相位延迟，包括电离层和对流层延迟。

3.9

固体潮相位solidearthtidephase

因日、月引潮力作用，固体地球产生周期性形变引起的差分干涉相位。

3.10

海潮负荷相位oceantideloadingphase

因海洋潮汐负荷变化使固体地球产生周期性形变引起的差分干涉相位。

3.11

垂直向vertical

垂直于参考椭球面的方向。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CGCS2000：2000国家大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000）

DInSAR：合成孔径雷达差分干涉（DifferentialInSAR）

GeoTIFF：地理标签图像文件格式（GeographicTaggedImageFileFormat）

InSAR：合成孔径雷达干涉测量（InterferometricSyntheticApertureRadar）

LOS：雷达视线向（radarLineofSight）

SAR：合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar）

WGS-84：世界大地坐标系统（WorldGeodeticSystem-1984CoordinateSystem）

XML：可拓展标记语言（eXtensibleMarkupLanguage）

5产品描述

产品包含解缠相位产品、重缠绕相位产品、LOS向形变产品以及垂直向形变产品共四类，其中以

LOS向形变产品为核心产品，其余产品为辅助产品。产品描述见表1，产品关系图见图1。

表1产品描述

产品名称产品英文名称描述

Unwrapped

解缠相位产品利用DInSAR技术得到地理编码后的解缠相位

GeocodedPhase

Rewrapped

重缠绕相位产品将解缠相位产品进行缠绕生成的产品，该类产品相位值域范围为(-π,π]

GeocodedPhase

LOS将解缠相位转换为LOS向形变量，可利用大气相位文件、固体潮相位文件

LOS向形变产品

Deformation和海潮负荷相位文件进行相关误差改正

Vertical

垂直向形变产品将LOS向形变量转换为垂直向形变量得到的产品

Deformation

2

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图1产品关系图

6产品构成及文件要求

6.1产品构成

产品构成文件见表2。

表2产品构成文件

产品名称必备文件可选文件

解缠相位产品解缠差分相位文件、浏览图文件、缩略图文件、元数据文件—

重缠绕相位产品重缠绕相位文件、浏览图文件、缩略图文件、元数据文件—

LOS向形变量文件、相干系数文件、浏览图文件、缩略图文大气相位文件、固体潮相位文

LOS向形变产品

件、元数据文件、处理参数文件、入射角文件件、海潮负荷相位文件

大气相位文件、固体潮相位文

垂直向形变产品垂直向形变量文件、浏览图文件、缩略图文件、元数据文件

件、海潮负荷相位文件

6.2文件要求

产品构成文件应符合表3的要求。产品构成文件示例见表B.2。

表3产品构成文件要求

文件类型文件描述要求文件格式

解缠相位文件恢复整周未知数的相位，单位为弧度（rad）

将解缠文件重新缠绕后的相位，单位为弧度

重缠绕相位文件以GeoTIFF格式存储，数据

（rad），取值范围为

(-π,π]格式应符合GB/T17798的

向形变量文件形变沿LOS向的变化情况，形变量单位为米（）TIFF

LOSm要求

垂直向形变量文件形变沿垂直向的变化情况，形变量单位为米（m）

相干系数文件表征干涉对的相干性，无量纲，取值范围为[0,1]

3

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表3产品构成文件要求（续）

文件类型文件描述要求文件格式

浏览图文件产品文件的浏览图，一般使用伪彩色表示

采用静态图像编码格式存储

缩略图文件产品文件的缩略图，一般使用伪彩色表示JPEG

包含产品的基本头信息、产品信息、处理信息和配

元数据文件

准信息等参数的文件采用XML描述的纯文本格式

处理参数文件包含产品处理过程参数的文件存储，产品元数据文件应符XML

描述一景影像多个像素的入射角信息，单位为度合附录A的规定

入射角文件

（°），用于将LOS向形变转换为垂直向形变

描述一景影像的大气相位信息，单位为弧度

大气相位文件

（rad），用于降低大气相位影响

以GeoTIFF格式存储，数据

描述一景影像的固体潮相位信息，单位为弧度

固体潮相位文件格式应符合GB/T17798的TIFF

（rad），用于降低固体潮相位影响

要求

描述一景影像的海潮负荷相位信息，单位为弧度

海潮负荷相位文件

（rad），用于降低海潮负荷相位影响

7技术要求

7.1参考框架

大地基准采用CGCS2000坐标系。必要时，可采用经批准的其他坐标系。

垂直向采用椭球高。

地图投影采用高斯-克吕格投影，1∶5000，1∶10000按3°分带方式投影，1∶25000，1∶50

000，1∶100000按6°分带方式投影。确有必要时,可采用经批准的其他投影方式。

时间系统采用北京时间。

7.2产品规格

产品规格如下：

a）标准景：长度、宽度一般为SAR卫星标准景影像的长宽；

b）欠景：长度、宽度不应超过一个标准景，且由一标准景覆盖；

c）超景：长度或宽度超过一个标准景，可根据行业场景应用范围确定。

7.3产品数据类型

产品数据类型为栅格数据及文本数据。

7.4产品格网尺寸

产品格网尺寸应符合表4的规定。

表4产品格网尺寸

单位为米

比例尺格网尺寸

1∶50002.5

1∶100005

1∶2500010

1∶5000025

1∶10000050

4

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7.5产品精度

7.5.1平面定位精度

产品平面定位中误差应符合表5的要求，明显地物点平面定位中误差的两倍为其最大误差。

表5平面定位中误差

单位为米

平面定位中误差

比例尺

平地、丘陵山地、高山地

1∶50002.53.75

1∶1000057.5

1∶2500012.518.75

1∶500002537.5

1∶1000005075

7.5.2形变监测精度与产品等级

产品形变监测精度及等级划分见表6。各类产品合格性判定要求如下：

a）LOS向形变产品和垂直向形变产品形变监测中误差应优于5cm，否则为不合格产品。对于大

梯度形变，不应以精度考核产品质量；

b）解缠相位产品和重缠绕相位产品目标区域的相干性应高于0.3，否则为不合格产品；

c）当形变监测精度等级与目标区域的相干性等级出现冲突时，宜取较高产品等级进行评判。

表6产品等级划分

形变监测中误差

精度指标相干性

cm

一级(0，1](0.8，1.0]

产品等级二级(1，3](0.6，0.8]

三级(3，5](0.3，0.6]

7.6产品命名

产品文件命名由基本部分和补充部分组成，其中基本部分为主体文件信息，补充部分为相关附属

文件信息。产品命名规则应符合附录B的规定。产品命名示例见表B.2。

8产品检验

产品提供使用前应进行质量检验，产品检查应包括但不限于表7所列的检查项。

表7产品质量检查项

质量元素质量子元素检查项检查内容

大地基准系坐标系统检查坐标系是否符合7.1的要求

高程基准垂直向的高程基准检查垂直向的高程基准是否符合7.1的要求

参考框架

地图投影投影参数检查地图投影各参数是否符合7.1的要求

时间系统时间系统检查时间系统是否符合7.1的要求

产品规格产品规格产品规格检查产品规格是否符合7.2的要求

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表7产品质量检查项（续）

质量元素质量子元素检查项检查内容

产品数据类型产品数据类型产品数据类型检查产品数据类型是否符合7.3的要求

产品格网尺寸产品格网尺寸产品格网尺寸检查产品格网尺寸是否符合7.4的要求

平面定位精度平面位置中误差检查产品的平面位置中误差是否符合7.5.1的要求

产品精度形变监测中误差检查产品的形变监测中误差是否符合7.5.2的要求

形变监测精度

相干性检查产品目标区域的相干性是否符合7.5.2的要求

数据归档检查数据文件存储的组织方式是否符合7.6的要求

数据格式检查数据文件格式是否符合7.6的要求

逻辑一致性格式一致性

数据文件检查数据文件是否缺失、多余、数据无法读取

文件命名检查数据文件名称是否符合7.6的要求

错漏项检查除了影像文件外的其他文件的数据项错漏个数

附件质量附属文件

内容错漏检查除了影像文件外的其他文件的数据项内容错漏个数

9产品存储

对生产的各级产品进行存储，具体要求如下：

a)产品存储方式分为网络存储与离线存储；

b)产品网络存储介质为磁盘阵列，离线存储介质为物理硬盘；

c)产品文件命名应符合附录B规定，产品文件命名示例见表B.2。

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附录A

（规范性）

产品元数据文件

A.1基本头信息

基本头信息应符合表A.1的要求。

表A.1基本头信息（BasicInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

传感器SensorString传感器名称SAR

中心频率CenterFrequencyString多普勒中心频率1260000000.000

十位数字组成，影像名称最后一串数

主影像

IDInSARPrimaryString字字符0000291391

十位数字组成，影像名称最后一串数

辅影像

IDInSARSecondaryString字字符0000315197

影像生产时间ProduceTimeDatetime北京时间2020-06-28T08:52:01

产品级别LevelEnum形变场产品级别S3A

产品格式ProductFormatEnum产品存储格式GEOTIFF

产品号ProductIDLong在系统中按照生产序列生成的编号100226

存档Archieved

生产方式TaskTypeString

编程ORDER

A.2产品信息

产品信息包括数据获取信息、图像数据信息和场景信息，数据获取信息应符合表A.2.1的要求，

图像数据信息应符合表A.2.2的要求，场景信息应符合表A.2.3的要求。

表A.2.1数据获取信息（DataInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

主影像极化

原始影像的极化方式

方式PrimaryPolarizationStringHH

辅影像极化

原始影像的极化方式

方式SecondaryPolarizationStringHH

主影像成像

原始影像的成像模式

模式PrimaryImageModeStringSTRIP2

辅影像成像

原始影像的成像模式

模式SecondaryImageModeStringSTRIP2

主影像侧视

主影像的入射角°

角PrimaryLookingAngleDouble43.95

辅影像侧视SecondaryLookingAngl

Double辅影像的入射角43.95°

角e

主影像时间PrimaryTimeDouble年月日时分秒20231123183000

辅影像时间SecondaryTimeDouble年月日时分秒20240103182000

主影像距离

多视后主影像距离向分辨率，单位：

向分辨率PrimaryRgResolutionDoublem4.99

主影像方位

多视后主影像方位向分辨率，单位：

向分辨率PrimaryAzResolutionDoublem5.20

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表A.2.1数据获取信息（DataInformation）（续）

参数名称标签数据类型说明示例

辅影像距离

多视后辅影像距离向分辨率，单位：

向分辨率SecondaryRgResolutionDoublem4.99

辅影像方位

多视后辅影像方位向分辨率，单位：

向分辨率SecondaryAzResolutionDoublem5.20

产品分辨率ProductResolutionDouble单位：m10

时间基线TimeBaselineDouble单位：天72

垂直基线PerpBaselineDouble单位：m15

表A.2.2图像数据信息（ImageDataInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

产品行数LinesInPixelsLong形变场产品的行数2056

产品列数SamplesInPixelsLong形变场产品的列数2000

表A.2.3场景信息（SceneInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

形变场产品采用的

坐标系统CoordinateSystemStringCGCS2000

坐标系统

垂直向采用的高程

垂直向垂直向采用椭球高

VerticalString基准

形变场产品采用的

地图投影高斯克吕格投影

MapProjectionString地图投影-

景中心纬度CenterLatitudeDouble单位为度（°）17.853564°

景中心经度CenterLongitudeDouble单位为度（°）28.903941°

左上角纬度TopLeftLatitudeDouble单位为度（°）18.190219°

左上角经度TopLeftLongitudeDouble单位为度（°）28.688468°

右上角纬度TopRightLatitudeDouble单位为度（°）18.06942°

右上角经度TopRightLongitudeDouble单位为度（°）29.250542°

左下角纬度BottomLeftLatitudeDouble单位为度（°）17.516966°

左下角经度BottomLeftLongitudeDouble单位为度（°）29.118552°

右下角纬度BottomRightLatitudeDouble单位为度（°）17.637652°

右下角经度BottomRightLongitudeDouble单位为度（°）28.558202°

正向最大形

单位：

变量PositiveMaxDeformationDoublemm90

负向最大形

单位：

变量NegativeMaxDeformationDoublemm-90

卫星星下点卫星星下点在经度

SatPathLong181

Path方向上的位置

卫星星下点卫星星下点在纬度

SatRowLong160

Row方向上的位置

生产形变场产品的

软件及版本

SoftwareVersionString软件及版本LandSAR_1.3.0

A.3处理信息

处理信息应符合表A.3的要求。

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表A.3处理信息（ProcessInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

[0,0.1),100

[0.1,0.2),100

[0.2,0.3),100

[0.3,0.4),100

[0.4,0.5),100

相干性直方图CoherenceHistogramDouble10个bins，每个bins对应多少元素

[0.5,0.6),100

[0.6,0.7),100

[0.7,0.8),100

[0.8,0.9),100

[0.9,1.0),100

利用克拉美罗界公式计算得出，

相干噪声相位CoherentNoisePhaseDouble43°

单位为度（°）

影像配准精度ImageRegistrationAccuracyDouble单位：像素0.1

DEM配准精度DEMRegistrationAccuracyDouble单位：像素1

多视比MultipleLookRatioDouble距离向:方位向4:1

参考DEMReferenceDEMString使用的外部DEMTANDEM-X90m

ADAPTIVE

滤波方法FilteringMethodString使用的滤波方法

FILTERING

滤波次数FilterTimesInt单位：次1

滤波因子FilterFactorDouble使用的滤波因子0.6

方位向使用的滤波窗口×距离向使

滤波窗口FilterWindowInt32×32

用的滤波窗口

CoherenceCoefficientWindo

相干系数窗口Vector使用的相干系数窗口5×5

w

相干性掩膜阈值CoherenceMaskThresholdDouble使用的相干性掩膜阈值0.3

解缠方法UnwindingMethodString无迹卡尔曼UKF

实时轨道RT

主影像精轨数据MasterOrbitAccuracyString

精密星历解算科学轨道SCIE

实时轨道RT

辅影像精轨数据SlaveOrbitAccuracyString

精密星历解算科学轨道SCIE

A.4配准信息

配准信息应符合表A.4的要求

表A.4配准信息（RegistrationInformation）

参数名称标签数据类型说明示例

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数0Double配准距离向的偏移多项式系数-226.4784673726

coefficientexponent="0"

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数1Double配准距离向的偏移多项式系数-0.0006717579

coefficientexponent="1"

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数2Double配准距离向的偏移多项式系数0.0000434819

coefficientexponent="2"

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数3Double配准距离向的偏移多项式系数0.0000000008

coefficientexponent="3"

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数4Double配准距离向的偏移多项式系数0.0000000040

coefficientexponent="4"

RangeOffsetPolynomial

距离向偏移多项式系数5Double配准距离向的偏移多项式系数0.0000000002

coefficientexponent="5"

AzimuthOffsetPolynomial9539.915439786

方位向偏移多项式系数0Double配准方位向的偏移多项式系数

coefficientexponent="0"8

AzimuthOffsetPolynomial

方位向偏移多项式系数1Double配准方位向的偏移多项式系数0.000001234563

coefficientexponent="1"

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表A.4配准信息（RegistrationInformation）（续）

参数名称标签数据类型说明示例

AzimuthOffsetPolynomial

方位向偏移多项式系数2Double配准方位向的偏移多项式系数0.0000000002

coefficientexponent="2"

AzimuthOffsetPolynomial

方位向偏移多项式系数3Double配准方位向的偏移多项式系数0.0000000002

coefficientexponent="3"

AzimuthOffsetPolynomial

方位向偏移多项式系数4Double配准方位向的偏移多项式系数0.0000000002

coefficientexponent="4"

AzimuthOffsetPolynomial

方位向偏移多项式系数5Double配准方位向的偏移多项式系数0.0000000002

coefficientexponent="5"

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附录B

（规范性）

产品命名规则

文件名用于标识文件的主要及公共属性，包括卫星标识、成像模式、主影像产品号、辅影像产品

号、中心经度、中心纬度、主影像获取日期、辅影像获取日期、产品不同数据、产品文件后缀名等。

产品命名规则如图B.1所示。

图B.1产品命名规则

文件命名字符串采用下划线“_”分割成多个字段，各字段表示不同文件属性信息。表B.1给出了产

品文件命名字段标识描述。产品构成文件及产品命名示例见表B.2

表B.1产品文件命名字段标识描述

字段说明赋值描述

值域为自由文本，如LT1A表示陆探1号A星，LT1B表示陆探1

Sensor卫星系列标识号B星，LT1AB表示陆探1号A星与B星干涉且以A星为主影

像，GF3A表示高分三号A星，GF3B表示高分三号B星

ImgMode成像模式值域为自由文本，如STRIP1（条带模式1），SL（聚束模式）等

DInSAR技术使用的主影像

PID编号不足10位的左边以“0”补足

产品号

DInSAR技术使用的辅影像

SID编号不足10位的左边以“0”补足

产品号

以东经或西经开头，保留小数点后一位，如东经：E100.5，西

CenterCoordLon产品的中心经度

经：W100.5

以南纬或北纬开头，保留小数点后一位，如南纬：S30.5，北纬：

CenterCoordLat产品的中心纬度