CN107515397A - 基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法 - Google Patents

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余荣兴
陈超泉
朱丹
艾传鲜
潘毅
孔小敏
彭永来
刘可阳
王勉
刘宏明
赵建明
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Abstract

一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其包括以下步骤：(1)在换流站的边坡或抗滑桩上安装人工角反射器，所述的人工角反射器作为永久散射体；(2)利用合成孔径雷达向人工角反射器发射雷达波；(3)获得同一人工角反射器的复图像对；(4)利用该人工角反射器的复图像对的相位差，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出该人工角反射器所在地的地形、地貌以及表面的微小变化和沉降。本发明利用人工角反射器避免茂密的植被干扰，解决了高边坡区域换流站永久散射体点受干扰严重的问题，从而准确得出边坡及抗滑桩的微小变化和沉降。

Description

基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法
技术领域
本发明涉及到地形沉降监测领域，具体涉及到一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法。
背景技术
InSAR技术全称星载合成孔径雷达干涉测量，InSAR技术是近四十年迅速发展起来的一种卫星大地测量手段，其主要特点是利用雷达数据中的相位信息来监测地表位移变化，提取地面形变数据。相比于传统测量手段来讲具有覆盖范围广、高空间分辨率、全天时、全天候、高精度、无需地面控制点以及无需测量人员进入实地等优势，近年来被大量应用于监测各种地质灾害引发的地表形变。
InSAR技术通过对永久散射体点目标(即PS点)相位信息的时序分析，来获取站内地表形变及沉降。PS-InSAR技术放弃了传统D-InSAR技术以整幅影像作为处理对象的数据处理方式，而仅对具备高相干、强散射、强稳定性的PS点目标进行处理，不仅减小了失相干对InSAR监测精度的影响，更可以获取时间序列的地表形变，从而可以清楚了解地表形变的时序演变状况。
而针对高海拔、高频率地震地区的换流站(变电站)站内的沉降监测使用永久散射体(PS)技术，将站内道路、建筑、高大的抗滑桩作为PS点，通过雷达向站内PS点发射微波，然后接收目标反射的回波，得到同一目标区域成像的SAR复图像对，根据同PS点相位差，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出站内的地形、地貌以及表面的微小变化和沉降。而对于高海拔、高频率地震地区的换流站(变电站)边坡的沉降监测，由于高边坡大部分区域采用生态边坡设计，种植了大量有助于边坡稳定的绿色植物，但在雷达影像上由于植被茂密使得InSAR观测值中的时空失相关严重，即是PS点受干扰严重，而导致InSAR技术无法准确得出边坡及抗滑桩的微小变化和沉降。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，以准确地监测到边坡的微小变化和沉降。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其包括以下步骤：
(1)在换流站的边坡或抗滑桩上安装人工角反射器，所述的人工角反射器作为永久散射体；
(2)利用合成孔径雷达向人工角反射器发射雷达波；
(3)获得同一人工角反射器的复图像对；
(4)利用该人工角反射器的复图像对的相位差，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出该人工角反射器所在地的地形、地貌以及表面的微小变化和沉降。
本发明利用人工角反射器作为永久散射体，人工角反射器具有位置稳定、对雷达信号反射强、经过多年的时间仍保持着很高相干性的优点，从而获取的研究区内时间间隔较长(可以达到5-6年)和空间基线距接近临界基线距长度的同名SAR图像都可以被利用上，而不必像传统InSAR技术那样过多地受时间去相干和空间去相干因素的限制；因此人工角反射器能避免茂密的植被干扰，解决了高边坡区域换流站永久散射体点受干扰严重的问题，从而准确得出边坡及抗滑桩的微小变化和沉降。
进一步地，所述人工角反射器包括正四面体角反射器和支撑架，所述正四面体角反射器由三片铝板拼接而成，正四面体角反射器固定在支撑架上。
进一步地，所述支撑架包括支撑板和三个支撑柱，三个支撑柱分别固定在支撑板上并位于一三角形的三个角上，所述正四面体角反射器固定在支撑柱上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明利用人工角反射器作为永久散射体，人工角反射器具有位置稳定、对雷达信号反射强、经过多年的时间仍保持着很高相干性的优点，人工角反射器能避免茂密的植被干扰，解决了高边坡区域换流站永久散射体点受干扰严重的问题，从而准确得出边坡及抗滑桩的微小变化和沉降。
附图说明
图1为本发明基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法的流程图；
图2为地表形变的几何示意图；
图3为本发明人工角反射器的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1，一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其包括以下步骤：
(1)在换流站的边坡或抗滑桩上安装人工角反射器，所述的人工角反射器作为永久散射体；
(2)利用合成孔径雷达向人工角反射器发射雷达波；
(3)获得同一人工角反射器的复图像对；
(4)利用该人工角反射器的复图像对的相位差，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出该人工角反射器所在地的地形、地貌以及表面的微小变化和沉降。
如图2所示为地表形变的几何示意图，其中，所述步骤(4)中计算出地形、地貌以及表面的微小变化和沉降的方式为现有技术，具体地，InSAR技术通过两副天线同时观测(单轨模式)，或两次近平行的观测(重复轨道模式)，获取地表同一人工角反射器的复图像对。由于目标与两天线位置的几何关系，在复图像上产生了相位差，形成干涉条纹图。干涉条纹图中包含了斜距向上的点与两天线位置之差的精确信息。因此，利用传感器高度、雷达波长、波束视向及天线基线距之间的几何关系，可以精确地测量出图像上每一点的三维位置和变化信息。
本发明利用人工角反射器作为永久散射体，人工角反射器具有位置稳定、对雷达信号反射强、经过多年的时间仍保持着很高相干性的优点，从而获取的研究区内时间间隔较长(可以达到5-6年)和空间基线距接近临界基线距长度的同名SAR图像都可以被利用上，而不必像传统InSAR技术那样过多地受时间去相干和空间去相干因素的限制；因此人工角反射器能避免茂密的植被干扰，解决了高边坡区域换流站永久散射体点受干扰严重的问题，从而准确得出边坡及抗滑桩的微小变化和沉降。
请参考图3，其中，在本实施例中，所述人工角反射器包括正四面体角反射器10和支撑架20，所述正四面体角反射器10由三片铝板11拼接而成，正四面体角反射器10固定在支撑架20上。
具体地，所述支撑架20包括支撑板21和三个支撑柱22，三个支撑柱22分别固定在支撑板21上并位于一三角形的三个角上，所述正四面体角反射器10固定在支撑柱22上。
上述实施例仅用以说明本专利而并非限制本专利所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本专利已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利进行修改或者等同替换；而一切不脱离本专利的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在换流站的边坡或抗滑桩上安装人工角反射器，所述的人工角反射器作为永久散射体；
(2)利用合成孔径雷达向人工角反射器发射雷达波；
(3)获得同一人工角反射器的复图像对；
(4)利用该人工角反射器的复图像对的相位差，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出该人工角反射器所在地的地形、地貌以及表面的微小变化和沉降。
2.根据权利要求1所述的基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其特征在于：所述人工角反射器包括正四面体角反射器和支撑架，所述正四面体角反射器由三片铝板拼接而成，正四面体角反射器固定在支撑架上。
3.根据权利要求2所述的基于InSAR技术高频率地震地区换流站边坡沉降监测方法，其特征在于：所述支撑架包括支撑板和三个支撑柱，三个支撑柱分别固定在支撑板上并位于一三角形的三个角上，所述正四面体角反射器固定在支撑柱上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109696152A (zh) * 2019-02-13 2019-04-30 太原理工大学 一种低相干性区域地面沉降量估算方法
CN110007280A (zh) * 2019-04-29 2019-07-12 中安国泰(北京)科技发展中心 可飞行部署的边坡雷达标定三棱锥形反射器
CN111505634A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 湖南鼎方量子科技有限公司 一种高精度边坡变形监测系统及方法
CN112097630A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 湖南太康电子信息技术有限公司 一种隧道形变监测预警雷达系统
CN115494502A (zh) * 2022-10-10 2022-12-20 武汉大学 一种公路边坡InSAR形变测量方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103306173A (zh) * 2013-07-09 2013-09-18 铁道第三勘察设计院集团有限公司 一种高速铁路结构体沉降监测新方法
CN104483672A (zh) * 2015-01-05 2015-04-01 山东省地质环境监测总站 一种insar角反射器
JP2016161286A (ja) * 2015-02-26 2016-09-05 株式会社パスコ 地上設置型合成開口レーダーを用いた植生域に対応した地盤変位計測方法
CN106019235A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 河海大学 一种星载/地基InSAR两用的人工角反射装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103306173A (zh) * 2013-07-09 2013-09-18 铁道第三勘察设计院集团有限公司 一种高速铁路结构体沉降监测新方法
CN104483672A (zh) * 2015-01-05 2015-04-01 山东省地质环境监测总站 一种insar角反射器
JP2016161286A (ja) * 2015-02-26 2016-09-05 株式会社パスコ 地上設置型合成開口レーダーを用いた植生域に対応した地盤変位計測方法
CN106019235A (zh) * 2016-05-12 2016-10-12 河海大学 一种星载/地基InSAR两用的人工角反射装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱建军等: "利用InSAR技术监测矿区地表形变", 《中国有色金属学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109696152A (zh) * 2019-02-13 2019-04-30 太原理工大学 一种低相干性区域地面沉降量估算方法
CN110007280A (zh) * 2019-04-29 2019-07-12 中安国泰(北京)科技发展中心 可飞行部署的边坡雷达标定三棱锥形反射器
CN111505634A (zh) * 2020-04-29 2020-08-07 湖南鼎方量子科技有限公司 一种高精度边坡变形监测系统及方法
CN112097630A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 湖南太康电子信息技术有限公司 一种隧道形变监测预警雷达系统
CN115494502A (zh) * 2022-10-10 2022-12-20 武汉大学 一种公路边坡InSAR形变测量方法及装置
CN115494502B (zh) * 2022-10-10 2024-05-14 武汉大学 一种公路边坡InSAR形变测量方法及装置

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