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# Sentinel-1 Gamma SBAS 无拼接接入设计
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最后更新：2026-06-02
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本文设计 `sbas-insar-production` 对 Sentinel-1 Gamma SBAS 的稳定接入方案。目标是复用现有 SBAS 生产管理框架，但不影响现有 LT-1 Gamma SBAS 链路；允许传感器专用逻辑冗余实现，以稳定性和可回退为第一优先级。
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## 1. 术语说明
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本文目标是 Sentinel-1 SAR 数据，不是 Sentinel-2。
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Sentinel-2 是光学卫星，不具备 SAR 干涉相位，不能迁移到 Gamma SBAS-InSAR。如果后续业务说“哨兵2”，需要先确认是不是口误；系统实现应使用 `Sentinel-1`、`S1`、`s1_gamma_sbas` 这些明确命名，避免把 Sentinel-2 暗含进 InSAR 链路。
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## 2. 设计结论
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当前 Gamma SBAS 核心是 LT-1 专用实现，包含 LT-1 目录扫描、LT-1 元数据解析、LT-1 精轨脚本和 `par_LT1_SLC` 导入脚本。Sentinel-1 不应在这条链上硬改。
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新增 Sentinel-1 支持时采用 profile 并列方案：
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```text
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lt1_gamma_sbas # 现有链路，保持行为不变
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s1_gamma_sbas # 新增链路，独立发现、独立脚本、独立校验
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```
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复用内容：
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- API 路由和生产 Run 生命周期。
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- Stack discovery / audit / create run 的外层流程。
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- Workflow/job 调度、日志、状态机。
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- Gamma 环境注入和 WSL runtime 管理。
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- 产品发布、catalog、预览、监测点、下载接口。
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不复用或只抽象复用的内容：
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- 不复用 LT-1 场景扫描。
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- 不复用 LT-1 SLC 导入脚本。
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- 不复用 LT-1 精轨处理脚本。
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- 不复用 LT-1 专家文档中的传感器专有命令。
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- 不在 LT-1 脚本模板中加入 Sentinel-1 分支。
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## 3. 目标与非目标
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### 3.1 目标
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1. 新增 Sentinel-1 Gamma SBAS profile，入口可发现 Sentinel-1 候选 stack。
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2. Sentinel-1 使用 ZIP/SAFE + EOF 资产，不走 LT-1 `tiff/meta.xml/txt orbit` 逻辑。
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3. 不支持拼接。第一阶段只支持单轨、同向、同 relative orbit、同 acquisition mode、同 polarization、同 subswath、同 burst 或同一稳定 burst key 的 stack。
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4. 对需要拼接才能覆盖 AOI 的数据，系统不自动拼接，改为拆成多个独立候选 stack 或直接标记为 `NOT_READY_REQUIRES_STITCHING`。
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5. LT-1 现有生产效果不变，默认入口仍可继续跑现有 LT-1 数据。
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6. Sentinel-1 先做严格、保守、可解释的生产链，允许代码冗余，避免为了共用而引入隐性耦合。
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### 3.2 非目标
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1. 不支持 Sentinel-2 光学时序。
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2. 不支持跨轨、跨 relative orbit、升降轨混合。
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3. 不支持跨 swath 拼接。
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4. 不支持跨 burst 拼接。
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5. 不支持相邻 Sentinel-1 slice/frame 自动拼接。
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6. 不把多个独立 Sentinel-1 SBAS 结果镶嵌成一张最终产品。
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7. 不改现有 LT-1 专家文档脚本的含义和输出。
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## 4. 当前 LT-1 链路中不能直接复用的点
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当前实现里有多处 LT-1 硬编码：
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```text
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_iter_lt1_scene_dirs
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_looks_like_lt1_scene_dir
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_parse_lt1_scene
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par_LT1_SLC
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LT1_precision_orbit.py
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Prepare LT1 SLCs
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LT1_GAMMA_SBAS_逐命令处理流程.docx
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layout_source = LT1_GAMMA_SBAS_expert_document
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allowed_operations = lt1_gamma_sbas_workflow / lt1_gamma_sbas_step
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```
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这些不应扩展成大量 `if sensor == "S1"` 分支。否则 LT-1 的稳定链路会被 Sentinel-1 的 TOPS/burst 复杂性污染。
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## 5. 总体架构
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新增一个传感器 profile 适配层。现有 `SbasInsarProductionService` 保持外层协调角色，传感器专有逻辑下沉到 adapter。
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建议模块：
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```text
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backend/app/services/sbas_profiles/
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__init__.py
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base.py
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lt1_gamma_sbas_profile.py
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||
s1_gamma_sbas_profile.py
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||
backend/app/services/sbas_script_templates/
|
||
lt1_gamma_sbas_scripts.py
|
||
s1_gamma_sbas_scripts.py
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```
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核心接口建议：
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```python
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class GammaSbasProfile:
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profile_code: str
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sensor_family: str
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def discover_scenes(source_roots, orbit_roots, filters) -> SceneDiscoveryResult: ...
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def group_stack_candidates(scenes, aoi, options) -> list[StackCandidate]: ...
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||
def audit_stack(stack_id, context) -> StackAudit: ...
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||
def build_run_manifest(stack, options) -> dict: ...
|
||
def build_workflow_manifest(run_dir, run_manifest, options) -> dict: ...
|
||
def materialize_scripts(run_dir, workflow_manifest) -> list[ScriptArtifact]: ...
|
||
def validate_no_stitch_policy(stack) -> list[Issue]: ...
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```
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||
LT-1 profile 可以先只是封装现有函数，不改变行为。Sentinel-1 profile 独立实现。
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## 6. API 和配置
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### 6.1 API 参数
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现有接口保持兼容，新增可选 `profile_code`：
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```json
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{
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"profile_code": "lt1_gamma_sbas",
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||
"source_roots": [],
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||
"orbit_roots": [],
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||
"admin_region": "",
|
||
"discovery_mode": "strict",
|
||
"aoi_bbox": null
|
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}
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```
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||
默认值为 `lt1_gamma_sbas`。这样老前端和老调用不受影响。
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||
新增 Sentinel-1 时使用：
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```json
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{
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||
"profile_code": "s1_gamma_sbas",
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||
"source_roots": ["D:\\Sentinel1_Image_Pool_ZIP"],
|
||
"orbit_roots": ["D:\\Sentinel1_Orbit_Pool"],
|
||
"admin_region": "..."
|
||
}
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```
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### 6.2 配置项
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新增配置建议：
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```text
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GAMMA_SBAS_PROFILES=lt1_gamma_sbas,s1_gamma_sbas
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GAMMA_SBAS_DEFAULT_PROFILE=lt1_gamma_sbas
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||
GAMMA_SBAS_S1_ENABLED=false
|
||
GAMMA_SBAS_S1_SOURCE_ROOTS=D:\Sentinel1_Image_Pool_ZIP
|
||
GAMMA_SBAS_S1_ORBIT_ROOTS=D:\Sentinel1_Orbit_Pool
|
||
GAMMA_SBAS_S1_NO_STITCH=true
|
||
GAMMA_SBAS_S1_MIN_SCENES=8
|
||
GAMMA_SBAS_S1_DEFAULT_SUBSWATH=IW2
|
||
GAMMA_SBAS_S1_DEFAULT_POLARIZATION=VV
|
||
```
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||
`GAMMA_SBAS_S1_ENABLED` 初始应为 `false`。完成样本验证后再开放。
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### 6.3 Runtime 白名单
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||
`wsl_runtime_registry.py` 需要新增 operation：
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```text
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s1_gamma_sbas_workflow
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||
s1_gamma_sbas_step
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```
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||
不要复用 `lt1_gamma_sbas_workflow` 的 operation 名称。
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## 7. Sentinel-1 数据发现与分组
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### 7.1 数据来源
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优先复用资产库存层：
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- Sentinel-1 ZIP / SAFE 源产品资产。
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- Sentinel-1 EOF 精密轨道资产。
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- `logical_product_uid` 关联 ZIP 和 SAFE。
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- EOF 使用 validity window 匹配 scene。
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||
如果资产库存不可用，S1 profile 可提供只读目录扫描兜底，但目录扫描结果必须写入同样的 `SceneDescriptor` 结构。
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### 7.2 SceneDescriptor
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Sentinel-1 scene 描述结构至少包含：
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```json
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{
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||
"sensor_family": "S1",
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||
"satellite": "S1A",
|
||
"product_type": "SLC",
|
||
"acquisition_mode": "IW",
|
||
"polarization": "VV",
|
||
"orbit_direction": "ASCENDING",
|
||
"relative_orbit": "40",
|
||
"absolute_orbit": "...",
|
||
"start_time_utc": "...",
|
||
"stop_time_utc": "...",
|
||
"source_archive_path": "...zip",
|
||
"safe_dir": "...SAFE",
|
||
"manifest_path": "...manifest.safe",
|
||
"orbit_file_path": "...EOF",
|
||
"footprint": {},
|
||
"available_subswaths": ["IW1", "IW2", "IW3"],
|
||
"burst_index_summary": {}
|
||
}
|
||
```
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### 7.3 Stack 分组规则
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||
Sentinel-1 stack candidate 必须满足：
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1. 同 `sensor_family = S1`。
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||
2. 同 `acquisition_mode = IW`。
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||
3. 同 `orbit_direction`。
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||
4. 同 `relative_orbit`。
|
||
5. 同 polarization，第一阶段建议只支持 `VV`。
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||
6. 所有 scene 都有匹配 EOF。
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||
7. 所有 scene 与 AOI 有交集。
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||
8. 能解析出共同 subswath 和 burst key。
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||
9. 不需要跨 swath/burst/相邻 slice 拼接。
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||
不满足第 8、9 条时，不应尝试自动修复，直接输出：
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```text
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||
status = NOT_READY_REQUIRES_STITCHING
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||
```
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||
或者拆成多个候选：
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||
```text
|
||
s1_rel040_asc_iw2_burst_013
|
||
s1_rel040_asc_iw2_burst_014
|
||
```
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||
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||
每个候选独立生产，不做最终合成。
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||
## 8. 无拼接策略
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本文中的“不支持拼接”定义如下：
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1. 不把相邻 Sentinel-1 产品 slice 合成一个输入。
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2. 不把多个 subswath 合成一个输入。
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||
3. 不把多个 burst 的结果合成一个输出。
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||
4. 不把多个独立 SBAS run 的 GeoTIFF 合成一个产品。
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||
第一阶段最稳策略是 `single_subswath_single_burst`：
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```text
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||
stack geometry = relative orbit + direction + IW subswath + burst key
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```
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||
如果 AOI 跨多个 burst，系统给出多个独立候选。用户可以分别生产和查看，但系统不拼接。
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|
||
这样牺牲覆盖范围，但能显著降低 TOPS 拼接、边界相位、burst overlap 和几何一致性的风险。
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||
## 9. Sentinel-1 Workflow 阶段
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新增 Sentinel-1 专用 workflow 模板，不修改 LT-1 模板。
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建议阶段：
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```text
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01_workspace_data
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||
02_import_s1_slc
|
||
03_select_single_burst
|
||
04_reference_mli
|
||
05_baseline_audit
|
||
06_coregister_scenes
|
||
07_rdc_dem
|
||
08_diff_network
|
||
09_filter_unwrap
|
||
10_detrend_atm
|
||
11_sbas_inversion
|
||
12_publish_products
|
||
13_monitor_points
|
||
```
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|
||
与 LT-1 的主要差异在前半段：
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||
- LT-1：`par_LT1_SLC` + LT-1 txt 精轨。
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||
- S1：ZIP/SAFE + EOF + TOPS/burst 选择。
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||
|
||
后半段可复用 Gamma DIFF/IPTA 的思想，但脚本仍建议独立生成，避免 LT-1 和 S1 共用同一个 shell 模板。
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||
## 10. 脚本隔离设计
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||
LT-1 当前脚本路径保持不变：
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```text
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||
scripts/01_workspace_data.sh
|
||
scripts/02_import_lt1_slc.sh
|
||
...
|
||
```
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||
|
||
Sentinel-1 使用独立命名：
|
||
|
||
```text
|
||
scripts/s1/01_workspace_data.sh
|
||
scripts/s1/02_import_s1_slc.sh
|
||
scripts/s1/03_select_single_burst.sh
|
||
scripts/s1/04_reference_mli.sh
|
||
...
|
||
```
|
||
|
||
`run_manifest.json` 中明确记录：
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||
|
||
```json
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||
{
|
||
"profile_code": "s1_gamma_sbas",
|
||
"sensor_family": "S1",
|
||
"stitching_policy": "disabled",
|
||
"stack_geometry_policy": "single_subswath_single_burst"
|
||
}
|
||
```
|
||
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||
## 11. 产物与 Catalog
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||
Sentinel-1 产物仍进入 SBAS catalog，但必须带 profile 和 sensor 标签：
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||
```json
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||
{
|
||
"catalog_name": "sbas_insar",
|
||
"product_family": "timeseries",
|
||
"processor_code": "gamma_ipta_sbas",
|
||
"profile_code": "s1_gamma_sbas",
|
||
"sensor_family": "S1"
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
核心资产仍保持现有约定：
|
||
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||
```text
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||
publish/geotiff/los_rate_toward_m_per_year.tif
|
||
publish/geotiff/los_rate_away_m_per_year.tif
|
||
publish/geotiff/los_sigma_m_per_year.tif
|
||
publish/geotiff/los_rate_toward_m_per_year.hls.geo_preview.png
|
||
publish/geotiff/los_sigma_m_per_year.cc.geo_preview.png
|
||
publish/vectors/los_rate_points.geojson.gz
|
||
publish/monitor_points/*
|
||
```
|
||
|
||
产品目录建议按 profile 分层，避免和 LT-1 混在一起：
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||
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||
```text
|
||
D:\production_results\timeseries\sbas
|
||
|-- lt1_gamma_sbas
|
||
| `-- <run_id>
|
||
`-- s1_gamma_sbas
|
||
`-- <run_id>
|
||
```
|
||
|
||
如果短期不改目录，也必须在 manifest/catalog 中保留 `profile_code`，前端筛选时不能只看 product family。
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||
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||
## 12. 前端设计
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|
||
`SBAS-InSAR Production` 增加 profile 选择：
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||
```text
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||
数据类型:
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||
[ LT-1 Gamma SBAS ] [ Sentinel-1 Gamma SBAS ]
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||
```
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||
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||
默认仍是 LT-1。
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||
Sentinel-1 页面提示：
|
||
|
||
```text
|
||
当前 Sentinel-1 Gamma SBAS 使用无拼接策略。
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||
仅支持同轨同向、同 relative orbit、同 subswath、同 burst 的稳定候选序列。
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||
跨 burst / 跨 subswath / 相邻 slice 自动拼接暂不支持。
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||
```
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||
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||
候选列表增加字段：
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||
|
||
- sensor family
|
||
- satellite
|
||
- acquisition mode
|
||
- relative orbit
|
||
- orbit direction
|
||
- polarization
|
||
- subswath
|
||
- burst key
|
||
- stitching policy
|
||
- missing EOF count
|
||
|
||
如果候选需要拼接，按钮置灰，原因显示为 `需要拼接，当前策略不支持`。
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||
|
||
## 13. 稳定性护栏
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||
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||
### 13.1 不影响 LT-1 的护栏
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||
1. 默认 profile 不变。
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||
2. LT-1 常量、模板、脚本文件名不改。
|
||
3. Sentinel-1 代码放到新 adapter 和新脚本模板中。
|
||
4. `GAMMA_SBAS_S1_ENABLED=false` 时前端不展示 S1。
|
||
5. LT-1 的单元测试和脚本快照测试必须先通过。
|
||
|
||
### 13.2 Sentinel-1 提交前校验
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||
|
||
提交生产前必须全部通过：
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||
|
||
```text
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||
source ZIP/SAFE exists
|
||
EOF exists for every scene
|
||
same relative orbit
|
||
same orbit direction
|
||
same acquisition mode
|
||
same polarization
|
||
same subswath
|
||
same burst key
|
||
scene count >= minimum
|
||
no stitching required
|
||
DEM coverage exists
|
||
AOI intersects all selected scenes
|
||
```
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||
|
||
任一失败，禁止提交 workflow job。
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||
|
||
### 13.3 执行阶段校验
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||
每阶段输出必须有 manifest 记录：
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||
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||
```text
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||
stage_status.json
|
||
stage stdout/stderr log
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||
expected outputs
|
||
missing outputs
|
||
quality flags
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||
```
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||
Sentinel-1 首批样本不自动发布到正式 catalog。建议先生成 run artifact，人工确认后再开启 publish。
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||
## 14. 实施阶段
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### Phase 0：文档和开关
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||
- 新增本文档。
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||
- 新增配置项设计。
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||
- S1 默认关闭。
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||
### Phase 1：Profile 框架拆分
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||
|
||
- 新增 `GammaSbasProfile` 基类。
|
||
- 当前 LT-1 逻辑包一层 `Lt1GammaSbasProfile`。
|
||
- 保证 LT-1 行为不变。
|
||
- 增加 LT-1 脚本快照测试。
|
||
|
||
### Phase 2：Sentinel-1 Discovery
|
||
|
||
- 实现 `S1GammaSbasProfile.discover_scenes`。
|
||
- 优先读取 source/orbit asset inventory。
|
||
- 输出 S1 stack candidates。
|
||
- 对需要拼接的候选输出 `NOT_READY_REQUIRES_STITCHING`。
|
||
|
||
### Phase 3：Sentinel-1 Planning Run
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||
|
||
- 能创建 `s1_gamma_sbas` planning run。
|
||
- 能生成 `run_manifest.json`、`stack_manifest.json`、`gamma_command_manifest.json`。
|
||
- 只生成脚本，不执行 Gamma。
|
||
|
||
### Phase 4：Sentinel-1 Script Dry Run
|
||
|
||
- 生成 `scripts/s1/*.sh`。
|
||
- 在样本数据上执行到导入和 reference MLI。
|
||
- 验证 no-stitch 限制是否真实有效。
|
||
|
||
### Phase 5：Sentinel-1 Workflow 执行
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||
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||
- 执行 coreg、RDC DEM、diff、unwrap、detrend、IPTA。
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||
- 先不自动发布正式 catalog。
|
||
- 输出质量报告和人工验收包。
|
||
|
||
### Phase 6：Catalog 发布和前端展示
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||
|
||
- Sentinel-1 样本通过后开启 publish。
|
||
- 前端结果页支持 profile/sensor 筛选。
|
||
- 产品详情显示 `stitching_policy=disabled`。
|
||
|
||
## 15. 验收标准
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||
|
||
### 15.1 LT-1 回归
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||
|
||
1. LT-1 discovery 结果不变。
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||
2. LT-1 run manifest 关键字段不变。
|
||
3. LT-1 脚本输出与改造前一致。
|
||
4. LT-1 样本能继续跑通。
|
||
5. LT-1 catalog 结果不受 S1 profile 影响。
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||
|
||
### 15.2 Sentinel-1 最小可用
|
||
|
||
1. 能发现 Sentinel-1 候选 stack。
|
||
2. 能绑定 EOF。
|
||
3. 能拒绝需要拼接的候选。
|
||
4. 能生成 S1 planning run 和脚本。
|
||
5. 能在一个单 subswath / 单 burst 样本上跑通 workflow。
|
||
6. 输出标准 SBAS 产品资产。
|
||
7. Catalog 中能按 `profile_code=s1_gamma_sbas` 查询。
|
||
|
||
## 16. 风险与取舍
|
||
|
||
### 16.1 覆盖范围变小
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||
|
||
不拼接意味着 AOI 覆盖能力会变弱。跨 burst 或跨 subswath 的区域不会自动合成，只能拆成多个独立结果查看。
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||
|
||
这是稳定性优先的取舍。
|
||
|
||
### 16.2 Sentinel-1 TOPS 复杂度高
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||
|
||
Sentinel-1 TOPS 的 burst、Doppler、coregistration 对脚本稳定性要求高。第一阶段不应追求通用覆盖，应先让单一稳定样本跑通。
|
||
|
||
### 16.3 Gamma 命令版本差异
|
||
|
||
Sentinel-1 导入和 TOPS 处理命令需要以生产服务器安装的 Gamma 版本为准。脚本模板中所有 Sentinel-1 命令必须经过样本数据验证后再开放。
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||
|
||
### 16.4 不共享脚本导致代码冗余
|
||
|
||
本设计接受冗余。相比强行抽象共用，冗余脚本更容易保证 LT-1 不被影响，也更容易单独回滚 Sentinel-1。
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||
## 17. 回滚策略
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如果 Sentinel-1 profile 出现问题：
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1. 设置 `GAMMA_SBAS_S1_ENABLED=false`。
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2. 前端隐藏 Sentinel-1 profile。
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3. Runtime 白名单保留不影响 LT-1。
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4. 已生成的 S1 run 保留为实验记录，不进入正式 catalog。
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5. LT-1 profile 不需要回滚。
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## 18. 推荐下一步
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1. 先实现 profile 拆分，但不改 LT-1 行为。
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2. 准备一个 Sentinel-1 最小样本集：同 relative orbit、同方向、同 polarization、同 subswath、同 burst key，至少 8 景。
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3. 只实现 discovery + planning run。
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4. 人工核对 `gamma_command_manifest.json` 和 `scripts/s1/*.sh`。
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5. 再进入 Gamma 实际执行阶段。
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