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Imaging Geodesy—Toward Centimeter-Level Ranging Accuracy With TerraSAR-X

Eineder, Michael und Minet, Christian und Steigenberger, Peter und Cong, Xiaoying und Fritz, Thomas (2011) Imaging Geodesy—Toward Centimeter-Level Ranging Accuracy With TerraSAR-X. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 49 (Issue 2), Seiten 661-671. IEEE. DOI: 10.1109/TGRS.2010.2060264. ISSN 0196-2892 .

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Kurzfassung

In this paper we report on experiments to measure large scale Earth surface displacements such as caused by solid Earth tides with centimetre-level accuracy using TerraSAR-X radar images. With two totally different approaches, corner reflectors and image correlation techniques, we show clear interrelation between the radar range measurements and the projection of the solid Earth tide motion vector onto the radar line of sight. Pixel location accuracies of up to 2.6 cm standard deviation can be achieved after a single calibration. We further demonstrate that solid Earth tides and tropospheric water vapour variations are the largest sources of ranging error if not compensated for. Alternatively, tropospheric water vapour can be estimated with centimetre accuracy using our proposed technique of SAR image correlation and solid Earth motion compensation by existing models. We also consider ionospheric delays which improve the results marginally in X-band. Our results show the best ranging accuracies so far reported for space-borne radar amplitude images and make TerraSAR-X - together with our simple compensation methodology - suitable for imaging of centimetre-level Earth displacements. Absolute measurements of volcanoes or glaciers are possible without the use of ground equipment and without the use of SAR interferometry, thus avoiding the associated problems of phase ambiguity, phase unwrapping and reference points.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Imaging Geodesy—Toward Centimeter-Level Ranging Accuracy With TerraSAR-X
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Eineder, MichaelIMF
Minet, ChristianIMF
Steigenberger, PeterTechnische Universität München
Cong, XiaoyingTechnische Universität München
Fritz, ThomasIMF
Datum:Februar 2011
Erschienen in:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:Vol. 49
DOI :10.1109/TGRS.2010.2060264
Seitenbereich:Seiten 661-671
Verlag:IEEE
Name der Reihe:Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on
ISSN:0196-2892
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Electromagnetic refraction, geodesy, radar interferometry, radar measurements.
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahreen (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Hinterlegt von: Dr.rer.nat. Michael Eineder
Hinterlegt am:02 Feb 2011 10:50
Letzte Änderung:04 Apr 2013 16:27

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