schappen van een bepaalde resolutie
cel. Doordat een resolutiecel vele ma
len groter is in verhouding tot de ra
dargolflengte, worden reflecties van
verschillende objecten binnen een re
solutiecel ogenschijnlijk willekeurig
gecombineerd. Wanneer nu voor een
bepaalde resolutiecel de totale fase op
tijdstip t] wordt afgetrokken van tijd
stip t2, onder de aanname dat de ver
strooiingscomponent niet verandert in
de tijd, houden we alleen een afstands-
afhankelijke component over. Deze
component is gelijk aan het afstands-
verschil en kan worden gerelateerd aan
de interferontetrische fase.
Een tweede belangrijk kenmerk is dat
dit afstandsverschil wordt uitgedrukt
in een geheel aantal malen de golf
lengte plus een fractie van de „laatste"
golflengte. Anders uitgedrukt: een ge
heel aantal malen 271 plus een fractie
van 2n. Het is slechts deze laatste frac
tie die interferometrisch kan worden
waargenomen. Hierdoor ontstaat een
meerduidigheden-probleem, vergelijk
baar met het soortgelijke probleem bij
GPS-signaalverwerking: we weten niet
hoeveel hele golflengten aan de laatste
fractie voorafgingen. Het verwijderen
van deze meerduidigheden is een ver
eiste voor het bepalen van de terrein
hoogten en deformaties. In de SAR-
interferometrie wordt dit verwijderen
van meerduidigheden phase unwrap
ping genoemd.
Bovenstaande kenmerken zijn de be
langrijkste beperkende factoren voor
SAR-interferometrie. De afhankelijk
heid van het constant blijven van de
verstrooiingscomponent is vooral in
natte en agrarische gebieden, zoals
grote delen van Nederland, een be
langrijke beperking. Dit geldt natuur
lijk alleen voor de al eerder genoemde
herhalingsconfiguratie-, in de instantane
configuratie speelt de afhankelijkheid
van de tijd geen rol. Het verwijderen
van de fasemeerduidigheden is de
tweede beperking. Wanneer het ter
rein bijvoorbeeld te sterk helt, komen
de 2jt-faseovergangen te dicht op el
kaar te liggen. Op deze manier zijn
deze zeer moeilijk te tellen en wordt de
hoogtebepaling een moeilijke zaak. De
afgelopen jaren zijn veel technieken
ontwikkeld om de phase unwrapping te
verbeteren.
Fig. 8.
Landclassificatie
uit SAR-inter
ferometrie, de
omgeving van
Bern.
Bron: Remote
Sensing Laborato
ries (RSL),
Universiteit
Zurich.
Behalve de fase-meerduidigheden en de tijdsafhankelijk
heid van het verstrooiingsgedeelte van de fase kunnen we
uit het voorgaande nog een aantal belangrijke beperkingen
afleiden. In de eerste plaats staat voor satelliet-interfero-
metrie (in de herhalingsconfiguratie) de herhalingsfrequen
tie onveranderlijk vast. Deze wordt vaak gedicteerd door
het gebruik van andere instrumenten aan boord. Verder
geldt vooral voor hoogtebepaling dat de haalbare nauwkeu
righeid wordt bepaald door de constellatie van beide satel
lieten, en dat nauwkeurige kennis van de baanparameters
(op decimeterniveau) noodzakelijk is voor de bepaling van
de basislijnlengte en -oriëntatie. Tenslotte kunnen ten ge
volge van de inhomogeniteit van de
atmosfeer locale verschillen in signaal
vertraging optreden. Hierdoor ont
staan faseverschillen die niet verward
mogen worden met topografie of bo
dembeweging.
Wanneer we bovenstaande beperkin
gen in acht nemen, moeten we om een
uitspraak te doen over de haalbare
nauwkeurigheden onderscheid maken
tussen het meten van (relatieve) hoog
ten en van hoogteveranderingen; beter
gezegd: tussen het meten van hoogten
en deformaties. De radar is immers
slechts gevoelig voor de bewegingscomponent in de kijk
richting. Dit onderscheid is van belang aangezien het me
ten van deformaties kan gebeuren met (sub)centimeter
nauwkeurigheid, terwijl we bij hoogten moeten denken aan
een nauwkeurigheid van enkele meters.
De nauwkeurigheid van de hoogtemeting wordt vooral be
paald door de lengte van de basislijn tussen de twee satel
lietposities. Een langere basislijn maakt de configuratie
„gevoeliger" voor hoogten. Deze grotere gevoeligheid
houdt in dat de 27T-overgangen dichter op elkaar komen te
liggen, wat niet direct een hogere nauwkeurigheid hoeft te
betekenen. Voor de vertaling van de interferometrische fase
naar hoogteverschillen tussen pixels is het nodig om stand,
positie en lengte van de basislijn zeer nauwkeurig te ken
nen. Dit wordt in de praktijk direct gekoppeld aan de
baanparameters van satelliet of vliegtuig. Fouten in de
basislijnbepaling leiden tot fouten in de hoogtebepaling.
De nauwkeurigheid van de hoogte kan verder worden ver
beterd door te middelen over pixels. Hierbij wordt resolutie
ingeruild tegen fasenauwkeurigheid.
SAR-interferometrie is een relatieve techniek; hoogtever
schillen worden bepaald tussen pixels onderling. Door ge
bruik te maken van geschikt gekozen paspunten of andere
a priori informatie kan de techniek ook worden gebruikt
voor absolute hoogtebepaling.
De interferometrische fase wordt in het algemeen veroor
zaakt door weglengteverschillen tussen de topografie en de
beide satellietposities. In de herhalingsconfiguratie kunnen
161
GEODESIA
1997-4
Nauwkeurigheid van hoogtemeting
Nauwkeurigheid van hoogteveranderingen
