大氣相位噪聲是影響差分干涉結果的一個很重要的因素，我理解大氣相位延遲（對流層）主要是因為電磁波在大氣中傳輸時候，大氣是分層的（地表和高空不一樣），所以電磁波傳輸線路發生了一點彎曲效應，傳播距離的長度因為彎曲發生了一點偏差。干涉測量要用到斜距做差，斜距的誤差就出現在干涉測量的結果當中。對流層延遲和電離層延遲不是一個東西，要區分開來，電離層延遲我也不懂，這里就不討論了。
大氣相位噪聲的特點為空間低通，時間高通，也就是說在空間分布上表現出低通緩慢變化的特征，而在時間序列上表現為為高通快速變化的特征。所以對於出現在時序數據里的大氣相位，可以針對這個特征通過濾波的方式進行去除。那么對於差分干涉結果，能否有效進行大氣相位的去除呢？這個應該有很多人研究過，在沒有輔助數據的情況應該不太好進行去除。最近看到Skysense中增加了對差分干涉圖使用GACOS[1]（Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR，GACOS主要是利用了GPS數據生成了對流層的延遲 )數據去除大氣相位的功能，在這里記錄一下。
圖1 GACOS數據下載界面
首先要獲取大氣數據。進入官網進行下載http://ceg-research.ncl.ac.uk/v2/gacos/。從數據中讀出數據的經緯度范圍和Sentinel-1影像的觀測日期，輸入單位和郵箱就可以坐等數據發送回來了。現在數據處理速度很快，大概半個小時左右數據就發送回來了。單個影像大氣數據和地形是明顯相關的。
圖2 20170730大氣相位延遲（單位m)
圖3 差分大氣相位
利用Skysense進行大氣相位的處理。在【差分干涉圖】-【未濾波結果】右擊選擇【去除GACOS大氣】，
圖4 去除大氣相位操作
選項卡一（圖5）中需要選擇要去除大氣的差分干涉圖，選項卡二（圖6）是對大氣相位進行編碼，應該就是從地理坐標系轉到雷達坐標系下，可以看到這里的界面是和模擬地形相位差不多的。選擇大氣數據所在的目錄，選擇好DEM所在的目錄（DEM沒有的話需要下載，圖7），按照分辨率選擇好采樣的系數和數據編碼模式。
圖5 選擇差分干涉圖
圖6 設置參數
圖7 下載DEM
等待處理結束，就可以看到去除大氣之后的差分干涉圖了。
這里給出去除前后的對比圖（濾波設置不太一樣，但是不影響趨勢的判斷），我認為效果應該是有的，不知有沒有高手可以指點一下如何判斷大氣去除的好不好？
客觀來說，利用GACOS可以去除一部分的大氣延遲，特別是在一些地形變化比較明顯的地方，但是能否完全去除我認為還是有一些隨機的成分在里邊的。
后記（補充）：
大氣相位分Turbulent Mixing和 Vertical Stratification兩種。
Turbulent Mixing 是由大氣的擾動過程產生的，不論是平地還是山區都會有。在雷達干涉圖中，大氣信號的行為在數學上可以使用the covariance function , the power spectrum, the fractal dimension and the structure function 等相關測度(interrelated measures)來進行描述。
Vertical Stratification是大氣的垂直分層效應造成的，假定在水平方向沒有空間異質性，只在山區影響比較明顯，和地形是相關的（是高程差的函數）。其中主要是water vapor的分層效應，要有分層數據才能比較好的進行去除。
一般認為大氣相位延遲主要是由近地面大氣層的水汽分布引起的。
參考文獻：
[1] C. Yu, N. T. Penna, and Z. Li, “Generation of real‐time mode high‐resolution water vapor fields from GPS observations,” Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 122, no. 3, pp. 2008-2025, 2017.