地基雷达干涉测量技术在地质灾害应急测绘中的应用

针对突发地质灾害,为避免应急救援过程中二次灾害的发生,本文提出了一种远程非接触的测量方式开展地质灾害的应急监测预警,保障应急救援人员的生命安全。本文介绍了地基雷达干涉测量的工作原理,以陕西山阳、白河滑坡应急测绘为例进行了案例分析,研究了地基雷达干涉测量中监测点目标位置确定、大气环境改正等关键性技术,展望了地基雷达干涉测量技术在今后应急测绘中的应用。     

地面干涉雷达在建筑变形监测中的应用

地面干涉雷达是一种基于微波干涉技术的新型雷达,具有高精度、高分辨率的特点。介绍一种地面干涉雷达系统——微变形监测系统(IBIS),该系统采用步进频率-连续波、合成孔径雷达和干涉测量技术,能对地面目标作动态或静态监测。高层建筑的变形监测试验表明,IBIS的精度高,能监测到建筑的微小变形,可真实地反映高层建筑的变形规律。     

微波干涉测量技术及其在桥梁变形观测中的应用

将步进频率连续波技术和干涉测量技术相结合而构成的地面微波干涉雷达系统GB-radar,可用于获取高精度、高分辨率的变形信息,以实现对地面目标的静动态高精度监测.本文介绍了基于该技术的IBIS-S系统在桥梁变形观测中的应用,分析了测量误差,通过实例验证了地面微波干涉雷达技术可以精细地测量桥梁挠度的动态变化,精度高,可以真实地反映结构物的动力特性.     

地基干涉雷达变形监测信号静杂波去除方法研究

简要介绍地基干涉雷达用于形变监测的基本原理,论述了地基干涉雷达观测信号中静杂波的产生原因及其去除方法。结合地基干涉雷达系统IBIS-S与三维激光扫描仪RIEGL VZ400线扫描模式的振动测量对比实验,说明了地基干涉雷达静杂波对形变监测信号的影响以及去除静杂波的必要性。     

基于GB-SAR的建筑物微变形测量研究

介绍了基于地基合成孔径雷达干涉测量技术的微变形监测系统(IBIS-L)的工作原理和关键技术,通过对建筑物的监测数据的分析和处理,得到了在雷达视线方向优于毫米级精度的形变结果,实验表明,IBIS系统可以实现高分辨率、高精度、实时的建筑物变形监测。     

地面微波干涉雷达与GPS测定桥梁挠度的对比试验分析

将步进频率连续波技术、合成孔径雷达技术和干涉测量技术相结合而构成的地面微波干涉雷达系统,可实现对地面目标的静动态高精度监测。介绍了利用该技术的IBIS系统在武汉阳逻长江公路大桥所开展的动态挠度测试情况,并与GPS测量结果进行对比分析。结果表明,地面微波干涉雷达技术不仅可以精细地测量桥梁挠度的动态变化,且精度高,可以真实地反映结构物的动态变形特征。     

雷达干涉测量地表沉降和建筑物变形监测及分析

近年来,雷达干涉测量技术作为一种新兴的空间大地测量技术,凭借其非接触式、高时空分辨率等优势,克服了常规方法空间分辨率低、作业成本高等缺点,应用广泛。但其也存在一定的局限性,如星载雷达干涉测量技术受重返周期长、大气延迟等影响,难以满足高时间分辨率、高精度形变提取;地基雷达干涉测量技术虽然可有效克服星载雷达干涉测量技术的不足之处,但采用高频数据采集时,受环境变化、仪器误差等影响,雷达信号中会存在白噪声与有色噪声,影响形变信息的精确估计;雷达干涉测量技术仅可获取监测对象的几何形变信息,为更合理地评估灾害安全性还需结合监测对象形变的物理影响因子进行解释与评估。     

GBInSAR技术在桥梁变形监测中的应用

对地基合成孔径雷达干涉测量(GBInSAR)技术的监测原理和特点进行了深入研究;并利用该技术和全站仪对南京清凉门大桥进行了监测,将桥梁在雷达视线向的变形转化为桥梁本身垂直面真实的位移。通过对监测结果的计算分析可知,GBInSAR技术的监测精度可达到0.1 mm;再将监测结果与桥面通行情况进行对比可知,清凉门大桥的变形量主要是由桥面荷载引起的,大桥处于稳定状态。     

多传感器集成的体视化形变监测模型研究

采用地面合成孔径雷达干涉测量(GB-SAR)、三维激光扫描、数码相机、GNSS和无线传感器网络等多种传感器集成技术,设计集成角反射器、紧凑有源转发器、GNSS接收机天线和物理传感器的专用目标特征点装置,将其布设在监测对象表面,自动获取监测对象的空间信息和内部物理状态信息,对GB-SAR雷达干涉测量数据算法进行探讨,在此基础上研究地基雷达干涉影像,将监测对象表面三维模型和内部物理状态模型进行融合,建立体视化形变监测模型的算法,从而实现在模型上对任意兴趣点形变信息进行自动提取和分析。     

差分雷达进干涉测量原理及其测地应用综述

雷害干涉（Radar Interferometry）测量技术是一种新的空间对地观测技术。它将复型雷达数据中的雷达相位信息提取出来进行干涉处理，获得地球表面三维信息，可用于获取高精度的数字高程模型（DEM）。特别是应用其差分技术，可对地表进行变形监测，精度可以达到毫米级。目前合成孔径雷达干涉测量技术及其差分技术已经成为地学界研究的热点，其应用领域也正在迅速扩大。本文详细阐述和分析了关分雷达干涉测量的基本原理和发展概况，并列出了差分雷达干涉在测地方面的应用。最后结合当前合成孔径雷达干涉测量技术发展现状分析了其应用前景。     

地基合成孔径雷达对目标三维形变的监测

形变监测是在各类大型建筑物倒塌、桥梁垮塌、滑坡等灾害事故发生前进行预警的重要手段。地基合成孔径雷达干涉测量技术在形变监测的各类方法中,优势明显并已经得到广泛应用。针对现在GB-SAR只能测量目标一维形变的问题,本文提出了一种平行合成孔径雷达的概念,通过在多孔径干涉技术得到的二维位移基础上,融合平行雷达监测的目标位移数据,准确演算得到目标的三维位移信息,从而反映出目标的真实位移,对于建筑物结构性能的监测和诊断具有重要意义。     

新型FMCW地基合成孔径雷达在大桥变形监测中的应用

地基合成孔径雷达（GB-SAR）是一种新型的建筑变形监测技术,相较于传统的监测手段,该方法拥有高精度,覆盖面大等优点。基于FMCW技术的Fast-GBSAR系统采用调频连续波技术,相较于国内已有的基于步进连续波技术的类似系统,该系统处理速度提高30倍,并拥有更高的可靠性。Fast-GBSAR在国内已对多座大桥进行了公开测试,监测结果表明Fast-GBSAR测量精度能达到0.01 mm,在变形监测领域极具潜力。     

地面雷达的位移监测试验研究

地面雷达是一种基于微波干涉测量的变形监测设备,具有高精度、高分辨率的监测优势,本文讨论了地面雷达的技术原理和数据处理流程,介绍了微变形监测系统,并进行了位移监测的对比试验,将微变形监测系统与TCA 2003、千分表的位移监测数据进行对比.试验数据分析结果证明:地面雷达具有高精度的位移监测能力.     

基于地基真实孔径雷达的边坡动态监测研究与应用

滑坡是仅次于地震的发生最频繁、造成损失最严重的地质灾害之一,给人民群众生命和财产安全带来了巨大威胁。为了能够对危险滑坡进行动态监测,采用GPRI-Ⅱ地基雷达系统,研究了滑坡形变时序分析关键技术,制定了地基雷达数据时序处理流程,并应用于浙江绍兴某道路边坡稳定性监测。实验结果表明,该边坡存在1处明显的形变区域,位于施工现场堆积区,最大形变量达到3.5 mm/d。目前在观测条件满足的情况下,地基雷达可以达到亚毫米级的形变监测能力,已经成为灾害预警和治理的重要手段之一。     

GB-SAR变形监测技术研究现状与展望

地基合成孔径雷达（GB-SAR）技术是近十多年发展起来的地面主动微波遥感技术,可进行非接触、高精度、大范围、远距离的变形监测,在变形监测领域具有重要意义。本文首先介绍了GB-SAR干涉测量基础理论和研究现状,归纳了目前主要的GB-SAR系统,详细列举了现有系统的关键参数;进而分析了GB-SAR技术在基础设施、滑坡、矿山、冰川运动及文物保护等变形监测领域应用的优势和不足,总结了地基雷达系统在实际应用中面临的挑战;最后从多维形变、大气改正等方面对其应用前景进行了展望。     

基于二维形变场的地基SAR精度验证与分析

地基SAR(synthetic aperture radar)可实现高精度的小区域性连续形变监测。为研究其形变探测能力与精度,建立了一套精度验证平台和系统。在楼顶布设不同位置分布的角反射器,并采用步进平台控制角反射器模拟不同数值形变,形变角反射器与稳定点及楼顶表面构成小区域二维形变场,利用IBIS-L(image by interferometric system-landslides)系统完成形变监测与分析。实验结果表明,当角反射器发生毫米级形变时,地基干涉雷达IBIS-L系统形变探测平均精度为0.27 mm,而角反射器发生亚毫米级形变时,其形变探测平均精度为0.11 mm;该系统可以实现小区域性的亚毫米级形变探测,对于缓慢微小变化,其具有更好的形变探测能力与可靠性。     

桥梁振动监测雷达的设计与实现

针对传统桥梁振动检测方法过程复杂、成本高、精度低、效率低等问题,利用调频连续波技术和干涉测量技术,设计了一个操作方便、精度高、系统小、成本低的桥梁振动监测雷达。利用该雷达对北京地铁某一桥梁在过车时的振动状态进行了监测。试验结果表明该雷达能够准确测量桥梁的强迫振动和自振。所提出的由雷达回波相位反演桥梁形变信息的方法能够有效地测量桥梁振动状态,从而提高桥梁振动状态检测的分辨率及效率。该系统可以应用于桥梁的监测、预警和维护,具有广阔前景。     

滑坡灾害监测的圆弧合成孔径雷达大气相位校正方法

地基圆弧合成孔径雷达通过形变值测量实现滑坡预警,是一种重要的滑坡灾害监测遥感手段。大气相位校正影响形变值测量精度,是长时间稳定监测的关键技术。本文提出一种基于网格划分的两阶段大气相位校正方法。该方法通过特征提取及分类获得永久散射点,基于此实现监测点的自动筛选;利用网格估计大气相位,有效降低运算量,提高了计算效率;结合空间滤波和时间序列滤波,保证了大气相位估计的准确性。实测数据处理结果表明了该文所提方法在大气相位校正方面的有效性。     

Calculating vertical deformation using a single InSAR pair based on singular value decomposition in mining areas

Vertical deformation estimation can be a significant tool in preventing geological hazards and managing environment impacts of underground mining. Common ground surface vertical deformation calculations are challenged by difficult data collection and dependence on prior knowledge. SVD (singular value decomposition) method was applied to estimate ground surface vertical deformation from single pair SAR (synthetic aperture radar) data in a mining region. During the study, LOS (line of sight) and azimuth displacement was obtained using two pass D-InSAR (differential interferometry synthetic aperture radar) and MAI (multi-aperture radar interferometry) technology, respectively. Two adjustment equations were composed using the imaging geometry of D-InSAR and MAI. The singular value decomposition theorem was used to acquire M-P (Moore-Penrose) generalized inverse of the rank deficiency coefficient matrix. From this, the optimal approximation solution of unknown parameters was calculated using weighted least squares. A working panel in the Datong mining area, Shanxi province, China, was selected to verify the SVD approach using the two ascending Sentinel-1A data. The accuracy of vertical deformation estimated by SVD approach is reliable. The RMSE (root mean square error) of vertical deformation is 2.64 mm (along upright profile) and 4.95 mm (along horizontal profile). These results suggest that the SVD approach will complement widely used vertical ground surface deformation calculations. Further study is needed to validate the method from other deformation scenarios from landslides, groundwater loss, earthquakes, underground mining, and glacier movement.