GPS监测系统基准形变分析与动态随机模拟

把GPS自动化监测系统中工作基点的长期观测资料看成为与时间有关的动态随机序列 ,应用随机过程理论的相关分析法和数字信号系统中的频谱分析法 ,研究了隔河岩大坝GPS自动监测系统中工作基点的稳定性。结果表明 ,该系统的工作基点在垂直方向上存在微小线性形变 ,并有约 1a的长周期变化趋势特征。为验证分析结论的可靠性 ,采用了随机数生成器进行随机数序列仿真 ,所得结果是一致的。研究表明 ,用大子样容量的时序观测资料可以识别隐含在时序误差中的微小形变趋势分量。     

时序InSAR多源数据地面沉降监测研究

随着遥感技术的发展,基于时间序列的合成孔径雷达干涉测量(时序InSAR)技术凭借全天时不接触、不易受环境影响、监测效率高等优势,极其适用于对大面积地面进行微小形变应用.通过对时序InSAR多源数据的研究,选取合理的数据源和数据处理方法进一步提高监测精度.     

多平台MC-SBAS长时序建模与形变提取方法

卫星时序差分雷达干涉已在区域地表形变监测中展现出极好的应用潜力,但因受卫星寿命及重访周期等因素的限制,单一卫星平台很难为长时间跨度(如5~10年)的时序形变计算与分析提供数据源。为扩展区域地表形变监测的时间跨度,本文提出了基于模型约束的短基线集(MC-SBAS)时序干涉方法,即使用非线性形变模型约束SBAS分析与处理,达到不同卫星平台数据融合和形变监测效率提高的目的。研究选取美国南加州地区为试验区域,使用2002—2005年获取的10幅ERS SAR影像和2004—2008年获取的20幅EnviSat ASAR影像,基于MC-SBAS提取该区域时序形变信息,时间跨度扩展为6.5年;以6个GPS站时序观测数据为参考,对MC-SBAS结果和常规SBAS结果进行了对比验证。分析表明,MC-SBAS、SBAS与GPS形变结果的均方根误差分别为8.7和11.7mm,MC-SBAS形变序列的连续性得到有效改善,而且形变监测精度得到提高。     

升降轨PSInSAR地面沉降监测结果的互检验与时序融合

升降轨PSInSAR时序分析获得的同一地区2组监测结果分别为升轨和降轨下的地表形变速率与累积变形量。针对研究区地面以下沉为主,水平方向变形极为微小的特点,将视线向(line of sight,LOS)变形转换为垂向的下沉值,以此进行升降轨模式下2组观测值的比较与精度检验。在此基础上,将相干目标的2组观测序列数据融合以实现加密观测。研究结果表明:升降轨模式下沉降速率观测值的互检验精度优于2 mm;2组观测序列数据的融合结果进一步揭示了相干目标在时域上的非线性沉降特征。     

时序InSAR滑坡探测与DEM误差影响分析

以贵州省西南山区为例,针对地质灾害隐患早期识别的实际情况和需求,开展差分干涉测量和时序InSAR方法的对比实验,以验证时序InSAR在抗误差干扰、探测微小形变、捕捉形变序列演化趋势等方面的能力;再基于高精度LiDAR DEM数据进一步研究DEM误差对时序InSAR处理结果的影响。实验表明,时序InSAR方法无法完全剔除DEM误差,从而导致形变速率、形变序列估计不准,在开展精细化InSAR形变分析时应尽可能选取高精度的外部DEM数据,以保证正确估计地质灾害隐患形变特征。     

InSAR技术在沂沭断裂带地表形变监测中的应用研究

针对常规大地测量监测沂沭断裂带地表形变结果无法全面反演该区域构造应力场的局限性,尝试采用PS和SBAS两种In SAR时序分析技术对该区域地表形变进行监测。首先对SBAS-In SAR技术的原理进行详细推导和分析;在此基础上,对覆盖研究区的14景ENVISAT-ASAR数据采用PS-In SAR和SBAS-InSAR技术进行处理,分别提取了该区域地表年平均形变速率图;通过与水准监测数据的对比分析发现:InSAR时序分析方法在大范围、持续缓慢断裂带地表形变监测中能够获取与精密水准监测一致的形变趋势,且SBAS-In SAR技术在数据量较少情况下能获得更好的监测效果。这表明In SAR时序分析技术可以作为断裂带微小地表形变监测的有效手段。     

IPTA监测圣佩德罗湾港口地表时序沉降

常规D-InSAR技术已成功应用于由于火山、地震等引起的地表形变监测,然而受时间失相干和大气延迟等影响,该技术监测地表沉降形变的精度只能达厘米级。本文以美国圣佩德罗湾港口为研究对象,采用干涉点目标分析(IPTA)技术,选用二维线性相位模型对时序差分干涉相位图迭代回归分析,逐次去除大气延迟、DEM误差以及噪声等的影响,最终提取出准确可靠的形变序列相位信息。结果证明IPTA技术对长期微小的地壳累积形变探测具有广阔的应用前景,而且IPTA技术在实现效率和数据存储方面都优于常规的PS-InSAR。     

GPS动态监测数据优化分析及变形特征的提取

GPS变形监测系统中的监测点的观测资料是与时间有关的信号序列,本文研究应用小波分析优化流程,结合苏通大桥GPS变形监测系统获取的监测点数据序列进行分析。结果表明,选择合适的小波基函数,对数据信号进行小波分解与重构,可以有效地从受到强噪声干扰的监测数据序列中提取有用的特征信号,较好解决了传统处理技术对GPS动态观测数据去噪以及特征信息提取的局限性。     

基于短基线集InSAR技术监测北京地区地表形变

短基线集差分干涉测量(SBAS-InSAR)技术是在传统DInSAR技术基础上发展起来的一种更高精度的长时序变形监测方法,可有效地克服传统DInSAR在微小形变监测中受时空去相干以及大气效应等因素的影响,已成为当前InSAR技术的研究热点.本文利用ENVISAT ASAR传感器获取的22幅C波段影像数据,基于短基线集差分干涉测量技术对北京地区地表沉降进行监测,获取每个观测时刻的形变累积量,得到研究区的形变序列图,进而分析了该区域地表沉降特征,结合地质环境监测成果,初步讨论了2003至2010年间北京地区区域地表沉降成因.     

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。     

时序InSAR水库大坝形变监测应用研究

合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）作为近年来迅速发展的空间大地测量新技术,具有监测精度高、范围大、空间覆盖连续等优点,是解决水利工程形变监测时空连续性问题的有力手段。针对时序InSAR水库大坝形变监测应用中存在的问题,结合环境特殊性和复杂性,研究适合实际需求的时序InSAR分析方法。广南水库的应用实践表明,时序InSAR方法可探测到坝体表面高质量的散射体目标并提取较高精度的形变序列,验证了其对水库大坝、防潮堤等水工建筑物进行形变监测的有效性。时序InSAR形变监测方法在水库安全状况普查及形变历史回溯中具有巨大的应用潜力。     

利用国家GPS A级网资料对中国大陆现今水平形变场的初步分析

本文首先在ＩＴＲＦ框架下利用中国国家ＧＰＳ Ａ级间的两期观测资料初步分析了中国大陆部分的局部水平形变。为了更好地和已有的地质和地球物理地壳运动模型进行比较,本文提出了一种基于先验模型的形变分析方法,得到了较为满意的结果。     

面向公路选线需求的煤矿采空区SBAS-InSAR沉降监测分析

采空区作为公路选线工作中的重要制约性因素,对其进行全面的沉降监测与分析评估可为选线提供重要的数据支撑。常规的水准测量、GNSS测量所呈现的成果离散、稀疏,成本较高,较难科学表达出沉降区域边缘。结合公路选线的实际需求,本文基于2021年4月至2022年4月间的26景SAR影像数据,使用SBAS-InSAR时序形变分析方法对某公路选线区域煤矿采空区开展了形变监测,揭示了近一年间的地表形变演化趋势。利用InSAR数据全天候观测、覆盖范围广和观测效率高的优势,以连续面状的沉降监测结果方式直观呈现了不同公路沿线沉降量的具体位置和范围,为公路选线工作提供了新型、科学且高效的数据参考、信息支撑与知识服务。     

时序InSAR技术在三峡库区特高压输电通道滑坡隐患识别的应用

位于三峡库区的特高压输电线路是我国电力供应的重要一环,由于三峡库区以滑坡为主的地质灾害频发,严重威胁了特高压输电线路的安全,因此滑坡的监测和识别对特高压输电线路的安全运行尤为重要。针对三峡库区复杂的地形和气候条件,本文提出自适应优化构网的方法,并应用于时序InSAR处理流程,对三峡库区万州—巴东的84景Sentinel-1数据进行处理,实现特高压输电通道的地表形变监测。使用同步观测的北斗卫星导航系统观测数据和金鸡岭滑坡的实地考察数据,验证了时序InSAR监测结果的可靠性。根据时序InSAR的监测结果,在输电通道内识别出8处明显的滑坡隐患,进一步对监测的金鸡岭滑坡时间序列形变进行分析,发现该滑坡的形变特征与降雨、库水位和工程扰动有一定的关联。     

InSAR时间序列分析技术在西安地表形变监测的应用

差分干涉测量技术（D-InSAR）是近年发展起来的新型空间对地观测技术,具有全天候、全天时、大范围地表形变监测优点,但由于受到时空失相干和大气延迟的影响,形变监测精度受到了很大的制约。近年发展起来的InSAR时间序列分析技术,将多景SAR影像数据融合在一起,利用时间序列分析提取监测区域监测期内的时间序列形变信息,间接消除或削弱了时空失相干和大气延迟对形变结果的影响,具有良好的应用前景。本试验利用InSAR时间序列分析技术获取了西安市三环以内主城区2007年1月至2011年2月间的高精度地表形变成果。     

不同尺度综合地表形变InSAR时序监测与机理分析

正合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术作为近年来发展起来的一种空间对地观测技术被广泛应用于不同类型的地表形变监测。为克服时间、空间基线失相干,DEM误差、大气延迟效应等因素对形变监测的影响,具有稳定后向散射特性的相干点目标作为研究对象的时序InSAR技术应运而生。然而,由于其应用研究起步较晚,在高精度地表形变监测中仍面临诸多技术难题,如常规SBAS方法时序形变监测时因多数据子集而导致的基准缺失、低相干条件下高相干点目标的有效识别、时序InSAR大范     

基于SBAS技术的金属矿山沉陷规律研究

D-InSAR技术已经发展成为一种重要的地表监测手段,在矿山监测方面已经有较多成功的案例。但是矿山地表沉陷是一个长周期的形变序列,D-InSAR技术由于失相关等因素影响无法获得长周期的时序形变,小基线技术削弱了失相关的影响,可以获得时序的地表形变。文中利用小基线技术分析金属矿山沉陷规律,以某大型锑金属矿山为研究背景,用过14期形变序列探索一定地质采矿条件下的金属矿山的开采沉陷规律。结果表明,金属矿山受重力作用较大,部分区域地表形变受复杂地质构造控制。     

GPS用于工程形变监测若干问题分析

本文分析了ＧＰＳ卫星定位技术用于工程形变监测中的几个问题，在此基础上提出实际应用中应采取的一些措施。     

时间序列分析在工程安全监测中的应用研究

当前我国处于基础建设的大发展时期,对大型工程的安全监测工作提出了更多的要求.在获取工程变形监测的数据后,如何准确地建立变形模型并对未来的变形趋势做出一定的预测,是当前工程安全监测研究的重点.时间序列分析利用逐次观测值间的时序性和相关性,对监测数据建立相应的数学模型并对模型进行研究分析,解析数据内在的结构和特性,然后根据历史数据预测将来的趋势.本文介绍了时间序列分析的相关理论,并在沉降监测数据处理中进行了应用,结果表明,该方法在进行短期预测时效果比较理想.     

GPS测量野外观测数据质量检测系统

目前ＧＰＳ的应用越来越广泛,ＧＰＳ观测数据的质量检测也日益受到重视。及时有效地检测出来野外观测数据质量的优劣有重要的应用价值。本文根据在滑有粗差时,ＧＰＳ观测数据的时间序列的变化应是平滑的原理,对观测数据的质量进行了检测。并在此基础上,编制了ＧＰＳ野外观测数据质量检测系统（ＧＤＤ）。通过对一个观测数据文件的实例分析,说明了本系统能够较好地检测出观测数据的质量情况,尤其适合于ＧＰＳ静态作业。