CN111023963B - 基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法 - Google Patents

基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法，属于形变监测领域，能够准确地监测到监测目标的三维形变，从而能够全面地反馈监测目标的形变。一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统，包括：阵列天线，该阵列天线包括发射天线和N个接收天线，其中，所述发射天线用于向监测目标发射微波信号，所述N个接收天线用于接收从所述监测目标散射回来的回波信号；形变处理模块，用于对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息。

Description

基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法
技术领域
本公开涉及形变监测领域，具体地，涉及一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法。
背景技术
现有的形变监测雷达只能监测到雷达视线向上的一维形变信息，无法全面地反馈监测目标的形变。
发明内容
本公开的目的是提供一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统与方法，能够准确地监测到监测目标的三维形变，从而能够全面地反馈监测目标的形变。
根据本公开的第一实施例，提供一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统，包括：阵列天线，该阵列天线包括发射天线和N个接收天线，其中，所述发射天线用于向监测目标发射微波信号，所述N个接收天线用于接收从所述监测目标散射回来的回波信号；形变处理模块，用于对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息。
可选地，所述微波信号为调频连续波信号。
可选地，所述形变处理模块还用于：对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理；基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标；基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息。
可选地，所述形变处理模块利用以下公式对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理：
Figure RE-GDA0002398991340000021
Figure RE-GDA0002398991340000022
其中，m、n、k分别表示所述N个接收天线中的第m、n、k个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N，1≤k≤N；j为虚数符号；
Figure RE-GDA0002398991340000027
表示第k个接收天线接收到的回波信号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到所述发射天线的距离
Figure RE-GDA0002398991340000023
其中所述发射天线位于空间坐标系的原点处；Rm、Rn、Rk分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、n、k个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长； *表示取共轭。
可选地，所述形变处理模块基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标，包括：确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差；基于所述相位差确定所述监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差；基于所述距离差确定所述监测目标的空间坐标方程；对所述空间坐标方程进行解算，得到所述监测目标的空间坐标值。
可选地，所述形变处理模块利用以下公式来实现基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息：
Figure RE-GDA0002398991340000024
Figure RE-GDA0002398991340000025
Figure RE-GDA0002398991340000026
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。
根据本公开的第二实施例，提供一种基于雷达测量的高精度三维变形监测方法，包括：由阵列天线中的发射天线向监测目标发射微波信号；由所述阵列天线中的接收天线接收从所述监测目标散射回来的回波信号，其中所述接收天线的数量为N个；由形变处理模块对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息。
可选地，所述微波信号为调频连续波信号。
可选地，所述对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息，包括：对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理；基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标；基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息。
可选地，所述对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理利用以下公式来实现：
Figure RE-GDA0002398991340000031
Figure RE-GDA0002398991340000032
其中，m、n、k分别表示所述N个接收天线中的第m、n、k个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N，1≤k≤N；j为虚数符号；
Figure RE-GDA0002398991340000034
(x,y,z)表示第k个接收天线接收到的回波信号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到所述发射天线的距离
Figure RE-GDA0002398991340000033
其中所述发射天线位于空间坐标系的原点处；Rm、Rn、Rk分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、n、k个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长； *表示取共轭。
可选地，所述基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标，包括：确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差；基于所述相位差确定所述监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差；基于所述距离差确定所述监测目标的空间坐标方程；对所述空间坐标方程进行解算，得到所述监测目标的空间坐标值。
可选地，所述基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息利用以下公式来实现：
Figure RE-GDA0002398991340000041
Figure RE-GDA0002398991340000042
Figure RE-GDA0002398991340000043
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。
通过采用上述技术方案，由于发射天线能够全天时、全天候地向监测目标发射微波信号，接收天线能够全天时、全天候地接收从监测目标散射回来的回波信号，形变处理模块能够全天时、全天候地对N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息，因此根据本公开实施例的三维形变监测系统能够全天时、全天候、高精度地对监测目标的三维形变进行监测，而且该三维形变监测系统的结构简单、布设方便，布设后无需人员值守，因此运行与维护成本低廉。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测系统的示意框图。
图2示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测系统的又一示意框图。
图3以阵列天线包括一个发射天线、三个接收天线为例，示出了根据本公开实施例的三维形变监测系统阵列天线的结构示意图。
图4以阵列天线包括一个发射天线、三个接收天线为例，示出了根据本公开实施例的三维形变监测系统的形变观测几何示意图。
图5示出了三维形变信息的几何示意图。
图6示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测系统的示意框图。如图1所示，该监测系统包括阵列天线1和形变处理模块 2。阵列天线1包括发射天线11和N个接收天线121～12N，其中，发射天线 11用于向监测目标发射微波信号，N个接收天线121～12N用于接收从监测目标散射回来的回波信号。形变处理模块2用于对N个接收天线121～12N接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息。
在本公开中，阵列天线1可以采用收发分置的工作方式，也即由独立的发射天线发射微波信号，由独立的接收天线接收散射回来的回波信号。当然，发射天线和接收天线集成在一起也是可行的，本公开对此不做限制。另外，本公开对发射天线11的数量也不做限制，也即可以只有一个发射天线，也可以存在多个发射天线。
通过采用上述技术方案，由于发射天线11能够全天时、全天候地向监测目标发射微波信号，接收天线121～12N能够全天时、全天候地接收从监测目标散射回来的回波信号，形变处理模块2能够全天时、全天候地对N个接收天线121～12N接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息，因此根据本公开实施例的三维形变监测系统能够全天时、全天候、高精度地对监测目标的三维形变进行监测，而且该三维形变监测系统的结构简单、布设方便，布设后无需人员值守，因此运行与维护成本低廉。
图2示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测系统的又一示意框图。如图2所示，在图1的基础上，该三维形变监测系统还包括信号发生模块3，用于产生发射天线11发射所需的微波信号。其中，该微波信号可以为调频连续波信号或者其他形式的微波信号。该三维形变监测系统还可以包括显示模块4，用于实时显示监测目标的三维形变信息，便于用户实时了解监测目标的形变状态。
进一步参考图2，该三维形变监测系统还可以包括信号处理模块5。该信号处理模块5可以在信号发生模块3产生的微波信号被传输给发射天线11 之前，对所产生的微波信号进行波形调制处理、功率放大处理等等，以使得发射天线11能够发射出满足监测需求的微波信号，例如通过对微波信号进行波形调制处理，使得能够向着期望方向发射微波信号，通过对微波信号进行功率放大处理，能够增加微波信号的功率，避免出现因微波信号功率不足而不能到达监测目标的情况发生。该信号处理模块5还可以对接收天线 121～12N接收到的回波信号进行滤波处理、功率放大处理等，以滤除掉回波信号中的杂波并使得回波信号的幅度足够大，以使得处理模块2能够进行更精确的形变提取处理。图3以阵列天线1包括一个发射天线11、三个接收天线121～123为例，示出了根据本公开实施例的三维形变监测系统的结构示意图。图4以阵列天线1包括一个发射天线11、三个接收天线121～123为例，示出了根据本公开实施例的三维形变监测系统的形变观测几何示意图，图中， P0、P1、P2是监测目标。
接下来详细描述根据本公开实施例的三维形变监测系统如何对监测目标的三维形变进行监测。
首先，在步骤S1中，由信号发生模块3生成微波信号，然后由信号处理模块5对所产生的微波信号进行波形调制、功率放大处理。
然后，在步骤S2中，由发射天线11向监测目标发射信号处理模块5处理后的微波信号。微波信号是调频连续波。则发射天线11发射的微波信号可以用下式表示：
Figure RE-GDA0002398991340000071
其中，Kr为调频率，fc为系统工作中心频率，j为虚数符号。
然后，在步骤S3中，接收天线121～12N接收监测目标散射回来的回波信号，并由信号处理模块5进行滤波处理和功率放大处理。各个接收天线 121～12N接收到的回波信号可以用下式表示：
Figure RE-GDA0002398991340000072
其中，公式(2)表示接收天线121～12N中的第k个接收天线接收到的回波信号，1≤k≤N。以N等于3为例，则：
Figure RE-GDA0002398991340000073
Figure RE-GDA0002398991340000074
Figure RE-GDA0002398991340000075
其中，R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到发射天线11的距离
Figure RE-GDA0002398991340000081
R1、R2、R3分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到接收天线121、122、123的距离
Figure RE-GDA0002398991340000082
其中 n＝1,2,3；λ为发射电磁波中心频率fc的对应波长；j为虚数符号；C为电磁波传播速度。
然后，在步骤S4中，处理模块2利用干涉测量原理获取监测目标的三维形变信息。具体如下。
在步骤S41中，处理模块2对各个接收天线121～12N接收到的回波信号进行干涉处理。也即：
Figure RE-GDA0002398991340000083
其中，m、n分别表示所述N个接收天线中的第m、n个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N；j为虚数符号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到发射天线11的距离
Figure RE-GDA0002398991340000084
其中发射天线11位于空间坐标系的原点处；Rm、Rn分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、 n个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长；*表示取共轭。
以三维形变监测系统包括3个接收天线为例。
对第一个接收天线和第二个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理，可以得到：
Figure RE-GDA0002398991340000085
对第一个接收天线和第三个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理，可以得到：
Figure RE-GDA0002398991340000086
对第二个接收天线和第三个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理，可以得到：
Figure RE-GDA0002398991340000091
其中*表示取共轭。
在步骤S42中，确定监测目标的空间坐标方程。
首先，确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差。以接收天线的数量为3个为例。由公式(7)、(8)和(9)可以分别得到第一个接收天线与第二个接收天线的回波信号之间的相位差、第一个接收天线与第三个接收天线的回波信号之间的相位差、第二个接收天线与第三个接收天线的回波信号之间的相位差：
Figure RE-GDA0002398991340000092
Figure RE-GDA0002398991340000093
Figure RE-GDA0002398991340000094
然后，基于相位差确定监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差。仍然以接收天线的数量为3个为例，根据公式(10)、(11) 和(12)，可以分别得到监测目标到第一个接收天线与第二个接收天线的距离差、监测目标到第一个接收天线与第三个接收天线的距离差、监测目标到第二个接收天线与第三个接收天线的距离差：
Figure RE-GDA0002398991340000095
Figure RE-GDA0002398991340000096
Figure RE-GDA0002398991340000101
以发射天线11为坐标原点建立空间直角坐标系，接收天线121的空间坐标为(x1,y1,z1)，接收天线122的空间坐标为(x2,y2,z2)，接收天线123的空间坐标为(x3,y3,z3)，并且发射天线11、接收天线121所在直线为x轴，发射天线 11、接收天线122所在直线为y轴，发射天线11、接收天线123所在直线为z轴，如图5的三维形变信息几何示意图所示。则根据公式(13)、(14)和(15) 可以得到下述公式(16)，也即监测目标的空间坐标方程：
Figure RE-GDA0002398991340000102
然后在步骤S43中，对监测目标的空间坐标方程进行解算，得到监测目标的空间坐标值。具体如下。
首先，在步骤S431中，进行观测方程的线性化。
根据距离公式，各个接收天线的观测方程为：
Figure RE-GDA0002398991340000103
其中，i＝1,2,...,N，分别代表接收天线121，122,...12N。
假设监测目标点的空间坐标为(x0,y0,z0)，对公式(17)进行微分，做线性化处理，可以得到：
Figure RE-GDA0002398991340000104
其中，
Figure RE-GDA0002398991340000105
然后在步骤S432中，导出定位方程。
根据公式(18)可以得出，三个坐标分量的系数是接收天线到监测目标点的单位失径分别向三个坐标轴投影的方向余弦。采用符号表示为：
Figure RE-GDA0002398991340000111
Figure RE-GDA0002398991340000112
Figure RE-GDA0002398991340000113
由公式(18)、(19)、(20)和(21)可以得到监测目标的定位矩阵为：
Figure RE-GDA0002398991340000114
然后在步骤S433中，求解监测目标的空间坐标值。
首先，对公式(22)采用矩阵表示：
Figure RE-GDA0002398991340000115
Figure RE-GDA0002398991340000116
Figure RE-GDA0002398991340000117
Figure RE-GDA0002398991340000118
则可以得到：
A·ΔP-L＝0 (23)
ΔP＝(ATPA)-1ATPL (24)
Figure RE-GDA0002398991340000121
然后在步骤S434中，执行误差计算与坐标输出。
也即，将不做S433求得的坐标值(x,y,z)带入到公式(16)中可以得到：
Figure RE-GDA0002398991340000122
令
Figure RE-GDA0002398991340000123
如果δ小于等于所设阈值θ，则输出空间坐标值 (x,y,z)，所得(x,y,z)为监测目标点的空间坐标。如果δ大于等于所设阈值θ，则令(x0,y0,z0)等于(x,y,z)，重复上述步骤S431-S434，直至δ小于等于所设阈值θ，输出空间坐标值(x,y,z)。
然后在步骤S44中，获取监测目标的三维形变信息。也即：
Figure RE-GDA0002398991340000124
Figure RE-GDA0002398991340000125
Figure RE-GDA0002398991340000126
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。由r，φ，θ就可以确定监测目标的三维形变信息，如图5所示。
图6示出根据本公开一种实施例的基于雷达测量的高精度三维变形监测方法的流程图。如图6所示，该方法包括：
在步骤S61中，由阵列天线中的发射天线向监测目标发射微波信号；
在步骤S62中，由阵列天线中的接收天线接收从监测目标散射回来的回波信号，其中接收天线的数量为N个；
在步骤S63中，由形变处理模块对N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息。
通过采用上述技术方案，由于发射天线能够全天时、全天候地向监测目标发射微波信号，接收天线能够全天时、全天候地接收从监测目标散射回来的回波信号，形变处理模块能够全天时、全天候地对N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息，因此根据本公开实施例的三维形变监测系统能够全天时、全天候、高精度地对监测目标的三维形变进行监测，而且该三维形变监测系统的结构简单、布设方便，布设后无需人员值守，因此运行与维护成本低廉。
可选地，微波信号为调频连续波信号。
可选地，步骤S63中所述的对N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到监测目标的三维形变信息，包括：对N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理；基于干涉处理结果确定监测目标的空间坐标；基于所确定的空间坐标获取监测目标的三维形变信息。
可选地，对N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理利用以下公式来实现：
Figure RE-GDA0002398991340000131
Figure RE-GDA0002398991340000132
其中，m、n、k分别表示N个接收天线中的第m、n、k个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N，1≤k≤N；j为虚数符号；
Figure RE-GDA0002398991340000133
表示第k 个接收天线接收到的回波信号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到发射天线的距离
Figure RE-GDA0002398991340000141
其中发射天线位于空间坐标系的原点处； Rm、Rn、Rk分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、n、k个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长；*表示取共轭。
可选地，基于干涉处理结果确定监测目标的空间坐标，包括：确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差；基于相位差确定监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差；基于距离差确定监测目标的空间坐标方程；对空间坐标方程进行解算，得到监测目标的空间坐标值。
可选地，基于所确定的空间坐标获取监测目标的三维形变信息利用以下公式来实现：
Figure RE-GDA0002398991340000142
Figure RE-GDA0002398991340000143
Figure RE-GDA0002398991340000144
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。
根据本公开实施例的三维形变监测方法中各个步骤的具体实施方式已经在根据本公开实施例的三维形变监测系统中进行了详细描述，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种基于雷达测量的高精度三维变形监测系统，其特征在于，包括：
阵列天线，该阵列天线包括发射天线和N个接收天线，其中，所述发射天线用于向监测目标发射微波信号，所述N个接收天线用于接收从所述监测目标散射回来的回波信号，所述发射天线和所述N个接收天线被布置成以所述发射天线为坐标原点建立空间直角坐标系、所述N个接收天线中的部分接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的x轴、所述N个接收天线中的另一部分接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的y轴、所述N个接收天线中的其余接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的z轴；
形变处理模块，用于对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息；
其中，所述对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息，包括：对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理；基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标；基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息；
其中，所述基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标，包括：确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差；基于所述相位差确定所述监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差；基于所述距离差确定所述监测目标的空间坐标方程；对所述空间坐标方程进行解算，得到所述监测目标的空间坐标值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微波信号为调频连续波信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述形变处理模块利用以下公式对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理：
Figure FDA0002832966270000021
Figure FDA0002832966270000022
其中，m、n、k分别表示所述N个接收天线中的第m、n、k个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N，1≤k≤N；j为虚数符号；
Figure FDA0002832966270000027
表示第k个接收天线接收到的回波信号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到所述发射天线的距离
Figure FDA0002832966270000023
其中所述发射天线位于空间坐标系的原点处；Rm、Rn、Rk分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、n、k个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长；*表示取共轭。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述形变处理模块利用以下公式来实现基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息：
Figure FDA0002832966270000024
Figure FDA0002832966270000025
Figure FDA0002832966270000026
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。
5.一种基于雷达测量的高精度三维变形监测方法，其特征在于，包括：
由阵列天线中的发射天线向监测目标发射微波信号；
由所述阵列天线中的接收天线接收从所述监测目标散射回来的回波信号，其中所述接收天线的数量为N个，所述发射天线和所述N个接收天线被布置成以所述发射天线为坐标原点建立空间直角坐标系、所述N个接收天线中的部分接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的x轴、所述N个接收天线中的另一部分接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的y轴、所述N个接收天线中的其余接收天线与所述发射天线所在直线为所述空间直角坐标系的z轴；
由形变处理模块对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息；
其中，所述对所述N个接收天线接收到的回波信号进行形变提取处理，得到所述监测目标的三维形变信息，包括：对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理；基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标；基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息；
其中，所述基于干涉处理结果确定所述监测目标的空间坐标，包括：确定被相互执行干涉处理的回波信号之间的相位差；基于所述相位差确定所述监测目标到其回波信号被相互执行干涉处理的接收天线的距离差；基于所述距离差确定所述监测目标的空间坐标方程；对所述空间坐标方程进行解算，得到所述监测目标的空间坐标值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述微波信号为调频连续波信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述N个接收天线接收到的回波信号进行干涉处理利用以下公式来实现：
Figure FDA0002832966270000041
Figure FDA0002832966270000042
其中，m、n、k分别表示所述N个接收天线中的第m、n、k个接收天线，而且1≤m≤N，1≤n≤N，1≤k≤N；j为虚数符号；
Figure FDA0002832966270000047
表示第k个接收天线接收到的回波信号；R表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到所述发射天线的距离
Figure FDA0002832966270000043
其中所述发射天线位于空间坐标系的原点处；Rm、Rn、Rk分别表示处于空间坐标(x,y,z)处的监测目标到第m、n、k个接收天线的距离；λ表示发射电磁波中心频率fc对应的波长；*表示取共轭。
8.根据权利要求5至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述基于所确定的空间坐标获取所述监测目标的三维形变信息利用以下公式来实现：
Figure FDA0002832966270000044
Figure FDA0002832966270000045
Figure FDA0002832966270000046
其中，r表示监测目标形变值，x′、y′、z′为第二次监测到监测目标的坐标值；φ表示三维形变的水平方位角，θ表示三维形变的竖直方位角。
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