CN110161497A - 一种雷达差分干涉测量形变方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达差分干涉测量形变方法，包括以下步骤：S1、通过雷达装载平台将雷达置于高处；S2、通过测量装置测量并记录雷达天线位置；S3、雷达装载平台沿设定轨迹运动，雷达系统同时向观测区域发射雷达波并记录回波，测量装置同步测量、记录雷达天线位置；S4、利用雷达天线位置测量数据和雷达回波，通过成像处理，获得雷达图像数据；S5、对同一目标进行多次观测，获取目标区多次雷达图像数据；S6、经过差分干涉处理、大气延迟校正，获取目标区域形变量。本发明通过将雷达置于高处，扩大雷达测量范围。

Description

一种雷达差分干涉测量形变方法

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体来说，涉及一种雷达差分干涉测量形变方法。

背景技术

雷达差分干涉测量技术是近年发展起来的一种极具发展潜力的地表形变监测技术，是利用相干雷达系统回波相位信息遥感测量技术，通过在不同时间对同一目标区域的重复观测获取时间序列雷达回波信号用于形变监测。目前，雷达差分干涉测量技术在地表形变监测领域的应用于对山体滑坡、冰川位移、地表沉降、火山活动、地震形变 等自然灾害现象的长时间监测和预警以及人造大型建物筑大坝、桥梁等监测。雷达干涉测量技术可以进行远距离、大范围、连续空间覆盖的形变监测。

相对于传统的离散点形变测量方式，雷达干涉测量技术可以实现大范围连续覆盖，这对分析目标区域形变分布和发展变化非常有利。 雷达干涉测量技术可以远距离对目标区域进行监测，不需要人员进入接触监测区域、不需要在目标区域布设仪器设备。雷达干涉测量技术的这些优势使其在形变监测领域有广泛的应用前景。目前， 雷达干涉测量系统的观测平台有基于星载、机载和地基三种。星载观测平台雷达系统受对流层水汽影响严重，同时受雷达照射方向影响，使其应用限制。机载平台面临的主要问题是无法准确测量载机空间位置，导致运动补偿精度低。地基雷达系统能够提供精度达到亚毫米级的形变测量精度，但由于布设在地面上，观测距离收到限制。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种雷达差分干涉测量形变方法，通过将雷达置于高处，扩大雷达测量范围；通过精确测量雷达天线位置，获得雷达工作时天线精确位置，提高雷达成像运动误差补偿的准确性，保证差分干涉测量获得准确形变量。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种雷达差分干涉测量形变方法，包括以下步骤：

S1、通过雷达装载平台将雷达置于高处；

S2、通过测量装置测量并记录雷达天线位置；

S3、雷达装载平台沿设定轨迹运动，雷达系统同时向观测区域发射雷达波并记录回波，测量装置同步测量、记录雷达天线位置；

S4、利用雷达天线位置测量数据和雷达回波，通过成像处理，获得雷达图像数据；

S5、对同一目标进行多次观测，获取目标区多次雷达图像数据；

S6、经过差分干涉处理、大气延迟校正，获取目标区域形变量。

优选的，所述雷达装载平台为飞艇、气球、旋翼机、高空作业平台中的一种。

优选的，所述测量装置同步测量、记录雷达天线三维坐标位置。

优选的，所述雷达装载平台通过缆绳及电缆系留在滑台上，所述测量装置位于滑台上，所述滑台沿设于地面的滑轨运动。

优选的，所述雷达装载平台上设有动力系统，所述滑台上设有控制计算机，所述雷达装载平台与滑台的运动受控制计算机控制。

优选的，所述滑轨为高精度滑轨。

优选的，所述动力系统为螺旋桨。

本发明的有益效果：

1.将雷达置于高处，扩大雷达测量范围。

2.利用测量装置测量雷达天线精确位置，保证雷达成像运动补偿的精度，进而保证差分干涉测量的提出目标形变的精度。

3.能够快速、大范围的进行远距离、连续空间覆盖的形变监测。

4.能够用于对山体滑坡、冰川位移、地表沉降、火山活动、地震形变等自然灾害现象的监测和预警以及人造大型建物筑大坝、桥梁等监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种雷达差分干涉测量形变方法中各设备布置示意图。

图中：1.滑轨；2.滑台；3.测量装置；4.控制计算机；5.缆绳及电缆；6.雷达；7.雷达装载平台；8.雷达天线；9.动力系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明优选实施例所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，包括以下具体实施步骤：

S1、在地面或地基上布设滑轨1，并测量滑轨1的位置；

S2、在滑轨1上配合设置滑台2并在滑台2上安装测量装置3与控制计算机4；

S3、通过缆绳及电缆5将固定有雷达6的雷达装载平台7系留在滑台2上，并将雷达装载平台7升起到预定高度，所述雷达装载平台7上设有动力系统9；

S4、控制计算机4控制滑台2在滑轨1上匀速运动，并记录滑台2的位置；控制计算机4控制动力系统9使雷达装载平台7与滑台2同步运动，并保持雷达装载平台7与滑台2之间相对稳定的位置关系，此时雷达6也同步启动获取目标数据；测量装置3测量雷达天线8相位中心相对滑台2的相对位置并进行记录；

S5、对同一目标进行多次观测，利用获得的雷达信号数据和雷达天线位置数据进行精准成像处理，获得具有高精度相位的雷达图像数据，通过差分干涉处理、大气延迟校正，获取被测目标的形变量。

在本优选实施例中，所述地面或地基具有足够坚硬度；所述滑轨1为高精度滑轨；所述雷达装载平台7为飞艇、气球、旋翼机、高空作业平台中的一种；所述动力系统9为螺旋桨；所述雷达天线位置为三维坐标位置。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式与工作原理上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在本优选实施例的具体使用中，将雷达6装载在飞艇、气球、旋翼机等雷达装载平台7上，平台位置通过测量装置3进行测量，通过螺旋桨等动力系统9控制雷达装载平台7处于预定位置；通过系留缆绳将雷达装载平台7系留在滑台2上，控制计算机4及测量装置3固定在滑台2之上；控制计算机4控制滑台2、雷达装载平台7以及雷达6；控制计算机4控制动力系统9保证雷达天线8处于设定位置；测量装置3通过测量设备测量雷达天线8位置（三维坐标）；滑台2置于高精度滑轨1上，其位置由控制计算机4控制。

系统工作时，控制计算机4控制滑台2在滑轨1上匀速运动，控制雷达装载平台7同步运动，雷达6也同步启动，在此过程中测量装置3测量雷达天线8相对位置。利用获得雷达信号数据和雷达天线位置数据，进行精准成像处理，获得高精度相位的雷达图像数据，通过差分干涉处理，提取被测目标的形变量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过雷达装载平台将雷达置于高处；

S2、通过测量装置测量并记录雷达天线位置；

S3、雷达装载平台沿设定轨迹运动，雷达系统同时向观测区域发射雷达波并记录回波，测量装置同步测量、记录雷达天线位置；

S4、利用雷达天线位置测量数据和雷达回波，通过成像处理，获得雷达图像数据；

S5、对同一目标进行多次观测，获取目标区多次雷达图像数据；

S6、经过差分干涉处理、大气延迟校正，获取目标区域形变量。

2.根据权利要求1所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述雷达装载平台为飞艇、气球、旋翼机、高空作业平台中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述测量装置同步测量、记录雷达天线三维坐标位置。

4.根据权利要求1所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述雷达装载平台通过缆绳及电缆系留在滑台上，所述测量装置位于滑台上，所述滑台沿设于地面的滑轨运动。

5.根据权利要求4所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述雷达装载平台上设有动力系统，所述滑台上设有控制计算机，所述雷达装载平台与滑台的运动受控制计算机控制。

6.根据权利要求4所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述滑轨为高精度滑轨。

7.根据权利要求5所述的一种雷达差分干涉测量形变方法，其特征在于，所述动力系统为螺旋桨。