一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，該方法在監(jiān)測區(qū)域安置兩個測站，采用圖像配準技術(shù)對每個測站采集的相鄰兩幅圖像進行精密配準，可獲得每個像元在四個不同方向的偏移量，其中穩(wěn)定區(qū)域像元的偏移量由儀器重新安裝導(dǎo)致，通過建立偏移量與三維形變間的變換關(guān)系，可求解三維變形量。本發(fā)明中雷達系統(tǒng)在非連續(xù)監(jiān)測模式下工作，系統(tǒng)安裝簡便快捷；本發(fā)明通過對多幅圖像進行時間濾波預(yù)處理，消弱了斑點噪聲的影響；本發(fā)明基于幅度信息求解三維形變，不受大氣擾動影響，且不需要進行相位解纏；本發(fā)明可獲得監(jiān)測區(qū)域三維形變，克服了單一視線向變形無法反映監(jiān)測區(qū)域真實變形的缺點。
【專利說明】一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達干涉測量及變形監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達干涉測量(InterferometricSynthetic Aperture Radar, InSAR)技術(shù)開辟了遙感技術(shù)用于監(jiān)測地表形變的先河。利用合成孔徑雷達差分干涉測量技術(shù)可提取厘米甚至毫米級的地表形變信息。地基干涉雷達是一種基于微波干涉技術(shù)的創(chuàng)新雷達技術(shù)，其思想來源于星載InSAR技術(shù)。該技術(shù)基于微波探測主動成像方式獲取監(jiān)測區(qū)域二維影像，通過合成孔徑技術(shù)和步進頻率技術(shù)實現(xiàn)雷達影像方位向和距離向的高空間分辨率，克服了星載SAR影像受時空失相干嚴重和時空分辨率低的缺點，通過干涉測量技術(shù)可實現(xiàn)毫米級微變形監(jiān)測，已經(jīng)廣泛用于大型橋梁、滑坡、冰川和大壩的變形監(jiān)測。
[0003]使用地基雷達干涉測量技術(shù)進行變形監(jiān)測，僅能獲得視線向的一維變形信息，單一方向的位移場無法反映監(jiān)測區(qū)域的真實形變；雷達電磁波在不均勻的對流層中傳播時，會產(chǎn)生折射，傳播路徑和方向發(fā)生改變，電磁波存在延遲，即大氣擾動，監(jiān)測精度受到嚴重影響；干涉測量技術(shù)要求圖像具有強相干性，系統(tǒng)重復(fù)安置會降低圖像相干性，所以雷達系統(tǒng)要一直安放在現(xiàn)場，系統(tǒng)的使用效率較低。因此，使用干涉測量技術(shù)監(jiān)測變形存在局限性。
[0004]因此，需要一種新的地基干涉雷達三維形變提取方法以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的局限，提供一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法。``[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，包括以下步驟:
[0008]I)、選擇監(jiān)測區(qū)域，并在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)設(shè)置觀測墩A和觀測墩B，求解所述觀測墩A和觀測墩B之間的夾角；
[0009]2)、在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)均勻設(shè)置若干角反射器，所述觀測墩A上設(shè)置有第一地基干涉雷達，非連續(xù)監(jiān)測模式下，在^和t2時刻分別采集SAR復(fù)圖像的和W幅；
[0010]3)、對同一時刻采集的多幅圖像進行時間濾波預(yù)處理，得到非相干平均圖像Ainrah,其中，非相干平均圖像Ainrah通過下式計算得到:
【權(quán)利要求】
1.一種基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，包括以下步驟:I)、選擇監(jiān)測區(qū)域，并在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)設(shè)置觀測墩A和觀測墩B，求解所述觀測墩A和觀測墩B之間的夾角； 2)、在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)均勻設(shè)置若干角反射器，所述觀測墩A上設(shè)置有第一地基干涉雷達，非連續(xù)監(jiān)測模式下，在A和t2時刻分別采集SAR復(fù)圖像、和吣幅； 3)、對同一時刻采集的多幅圖像進行時間濾波預(yù)處理，得到非相干平均圖像Ainrah，其中，非相干平均圖像Ainrah通過下式計算得到:
2.如權(quán)利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，步驟I)中，所述監(jiān)測區(qū)域為長期緩慢變形區(qū)域，所述觀測墩A和觀測墩B的上表面均位于同一水平面上，所述觀測墩A和觀測墩B之間的夾角大于90度。
3.如權(quán)利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，步驟4)中所述Q個像元包括角反射器、裸露的巖石或人工構(gòu)筑物。
4.如權(quán)利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，步驟8)中觀測墩A的第一坐標系的X軸為所述第一地基干涉雷達滑軌方向，y軸與X軸垂直且位于水平面內(nèi)，z軸垂直于水平面；觀測墩B的第二坐標系的X軸為所述第二地基干涉雷達滑軌方向，y軸與X軸垂直且位于水平面內(nèi)，z軸垂直于水平面。
5.如權(quán)利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，步驟2)和7)中每次采集的SAR復(fù)圖像為15-20幅。
6.如權(quán)利要求1所述的 基于幅度信息的地基干涉雷達三維形變提取方法，其特征在于，步驟2)中每次觀測結(jié)束后均拆下所述第一地基干涉雷達；步驟7)中每次觀測結(jié)束后均拆下所述第二地基干涉雷達。
【文檔編號】G01S13/90GK103576149SQ201310221724
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】岳建平, 董杰, 黃其歡, 甄宗坤 申請人:河海大學(xué)