Gemeinsame Auswertung von SAR und GNSS zur Gewinnung atmosphärischer Phasenschirme zur Einspeisung in numerische Wettervorhersagemodelle

Dieser Artikel schlägt ein einfaches und schnelles Verfahren zur Schätzung atmosphärischer Phasenschirme (APS) vor, indem ein Stapel von Bildern des synthetischen Aperturradars (SAR) und ein Datensatz von GNSS-abgeleiteten atmosphärischen Produkten gemeinsam genutzt werden. Das Ergebnis dieser Verarbeitung ist dafür konzipiert, von numerischen Wettervorhersagemodellen (NWPM) aufgenommen zu werden, um Wettervorhersagen zu verbessern. Um eine breite und dichte Flächenabdeckung bereitzustellen und die Anforderungen an die räumliche Auflösung von Einspeiseprodukten in NWPMs zu erfüllen, werden sowohl permanente Streuverbindungen (PSs) als auch verteilte Streuverbindungen (DSs) gemeinsam genutzt. Während erstere definitionsgemäß stabile Ziele sind, jedoch ungleichmäßig verteilt, sind letztere allgegenwärtig, aber nur innerhalb einer bestimmten zeitlichen Basis stabil, die je nach Betriebsfrequenz des Radars variieren kann. Die vorgeschlagene Methode eignet sich somit besonders für C-, L- und P-Band-Missionen mit niedriger zeitlicher Basis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen derselben Szene: Diese Bedingungen, die beide notwendig sind, um die dichte raum-zeitliche Abdeckung zu gewährleisten, die Meteorologen benötigen, ermöglichen eine zuverlässige und robuste Schätzung von APSs durch die intrinsische Begrenzung der zeitlichen Dekorrelation. Die vorgeschlagene Technik integriert Produkte der Zenith Total Delay (ZTD), die auf einem sehr spärlichen Gitter aus einem Netzwerk von GNSS-Stationen berechnet werden, um SAR-Orbitalfehler zu korrigieren und die fehlende Phasenkonstante aus der abgeleiteten APS-Karte bereitzustellen. In diesem Artikel wird der gesamte Workflow erklärt und ein Vergleich der abgeleiteten APSs wird mit Phasenschirmen durchgeführt, die aus einem modernen SAR-Verarbeitungsworkflow (SqueeSAR®) abgeleitet wurden.