陆地探测一号卫星用于干涉测量精度验证与分析——以大同市为例

张双成; 王杰; 李涛; 朱武; 牛玉芬; 钟储汉; 王铭辉; 张成龙; 李振洪

doi:10.13203/j.whugis20240424

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陆地探测一号卫星用于干涉测量精度验证与分析——以大同市为例

遥感与地质灾害 | 更新时间：2026-11-05

- 陆地探测一号卫星用于干涉测量精度验证与分析——以大同市为例
- Accuracy Verification and Analysis of the Interferometry of Lutan-1 Satellite：A Case Study of Datong
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第11期页码：2187-2197
- 作者机构：
  
  1.长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安，710054
  2.自然资源部国土卫星遥感应用中心，北京，100048
  3.河北工程大学矿业与测绘工程学院，河北邯郸，056038
  4.中石化石油工程设计有限公司，山东东营，257026
  5.黄土科学全国重点实验室，陕西西安，710054
  6.西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西西安，710054
- 作者简介：
  
  张双成，博士，教授，研究方向为GNSS遥感、GNSS与InSAR灾害监测等。shuanacheng369@chd.edu.cn
  王杰，硕士。2394834585@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42474028;42074041)
- DOI：10.13203/j.whugis20240424
  中图分类号： P237
- 收稿：2024-12-21，
  
  纸质出版：2025-11-05
- 稿件说明：
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张双成,王杰,李涛，等.陆地探测一号卫星用于干涉测量精度验证与分析——以大同市为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(11):2187-2197.

ZHANG Shuangcheng,WANG Jie,LI Tao,et al.Accuracy Verification and Analysis of the Interferometry of Lutan-1 Satellite：A Case Study of Datong[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(11):2187-2197.
张双成,王杰,李涛，等.陆地探测一号卫星用于干涉测量精度验证与分析——以大同市为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(11):2187-2197. DOI：10.13203/j.whugis20240424

ZHANG Shuangcheng,WANG Jie,LI Tao,et al.Accuracy Verification and Analysis of the Interferometry of Lutan-1 Satellite：A Case Study of Datong[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(11):2187-2197. DOI：10.13203/j.whugis20240424

摘要

陆地探测一号(Lutan-1

LT-1)是中国第一组以差分干涉为主要任务的合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)星座，该星座由两颗配置了L波段SAR载荷的A、B星组成，具有全天时、全天候、多极化对地成像能力，可应用于地质、地震、减灾、测绘、林业等领域。A、B双星编队构形运行，绕飞模式适用于地形干涉测量，跟飞模式适用于形变干涉测量。以山西省大同市为研究区，基于LT-1星座两种模式的数据，分别利用InSAR(interferometric synthetic aperture radar)和TCP(temporary coherent point)-InSAR技术获取了LT-1 DEM（digital elevation model）和形变速率，并对LT-1 DEM和形变速率精度进行验证与分析。以ICESat-2为参考数据，并结合光学遥感影像，将LT-1 DEM和Copernicus DEM产品进行精度验证。结果显示，以ICESat-2高程控制点作为验证数据，LT-1 DEM与Copernicus DEM的RMSE(root mean square error)分别为2.85 m和2.67 m，LT-1 DEM的最小误差、最大误差及平均绝对误差等指标均优于Copernicus DEM，LT-1 DEM具有更高的空间分辨率，能够展现出更加细致的地形地貌特征。对于LT-1形变速率精度验证，基于Sentinel-1A影像利用TCP-InSAR技术获取的形变速率作为参考数据进行对比分析。结果显示，LT-1形变结果与Sentinel-1A形变结果高度一致，二者重叠区域形变速率相关系数可达0.91，且LT-1影像的形变测量内符合精度方面优于Sentinel-1A。实验结果表明，LT-1卫星用于地形和形变干涉测量任务时，在时空分辨率及测量精度中均占据较大优势，为LT-1星座的推广奠定了基础。

Abstract

Objectives

Lutan-1 (LT-1) satellite is the first synthetic aperture radar (SAR) constellation in China with interferometric applications as its core mission. The constellation consists of two A and B satellites equipped with L-band SAR payloads

with all-day

all-weather

multi-polarization imaging capability

which can be applied to geology

land

earthquake

disaster reduction

mapping and forestry

etc. The A and B satellites are operated in formation configuration

and the fly-around mode is suitable for terrain interferometry

while the follow-fly mode is suitable for deformation interferometry. The fly-around mode is suitable for terrain interferometry; the follow-fly mode is suitable for deformation interferometry. Taking Datong City

Shanxi Province

as the study area

we verify and analyze the topographic measurement accuracy and surface deformation measurement accuracy of LT-1 constellation by combining the data of the two different formation modes of the constellation. We aim to provide an important reference for the operational application of

LT-1 constellation.

Methods

In the verification of LT-1 topographic survey accuracy

we first produced digital elevation model (DEM) in the study area using LT-1 data

then used ICESat-2 elevation control points as reference data and Copernicus DEM products as control data

and combined the multiple error evaluation indexes and optical remote sensing imagery we established to compare the DEM quality of LT-1 and Copernicus. In the verification of LT-1 deformation interferometry accuracy

we adopt the temporary coherent point (TCP)-InSAR technique to invert the deformation information of Sentinel-1A images and LT-1 images covering the same time period in the study area

and then compare and evaluate the internal and external conformal accuracies

respectively.

Results

The accuracy of LT-1 DEM produced by LT-1 data in the fly-around mode is similar to that of Copernicus

and some evaluation indexes are even better than those of Copernicus DEM. Also

LT-1 DEM have higher spatial resolution

which can show more detailed landscape and terrain features. Meanwhile

LT-1 DEM has higher spatial resolution and can show more detailed geomorphological features. In addition

LT-1 DEM can be further optimized. The deformation field inverted by LT-1 data in the fly-by mode is similar to that of Sentinel-1A in terms of spatial distribution and value

and the correlation coefficient between LT-1 and Sentinel-1A is as high as 0.91. Moreover

LT-1 data are better than Sentinel-1A in terms of image coherence

the number of monitoring points

and the accuracy of deformation measurement.

Conclusions

We have verified and analyzed the accuracy of LT-1 data for terrain interferometry and surface deformation interferometry in different formation operation modes

and the results show that LT-1 satellites have great advantages in spatial and temporal resolution and measurement accuracy when used in interferometry missions

and the potential of LT-1 constellation for applications in other geoscience fields is also worth exploring further.

关键词

Keywords

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