一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，该方法在监测区域安置两个测站，采用图像配准技术对每个测站采集的相邻两幅图像进行精密配准，可获得每个像元在四个不同方向的偏移量，其中稳定区域像元的偏移量由仪器重新安装导致，通过建立偏移量与三维形变间的变换关系，可求解三维变形量。本发明中雷达系统在非连续监测模式下工作，系统安装简便快捷；本发明通过对多幅图像进行时间滤波预处理，消弱了斑点噪声的影响；本发明基于幅度信息求解三维形变，不受大气扰动影响，且不需要进行相位解缠；本发明可获得监测区域三维形变，克服了单一视线向变形无法反映监测区域真实变形的缺点。
【专利说明】一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达干涉测量及变形监测领域，涉及一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达干涉测量(InterferometricSynthetic Aperture Radar, InSAR)技术开辟了遥感技术用于监测地表形变的先河。利用合成孔径雷达差分干涉测量技术可提取厘米甚至毫米级的地表形变信息。地基干涉雷达是一种基于微波干涉技术的创新雷达技术，其思想来源于星载InSAR技术。该技术基于微波探测主动成像方式获取监测区域二维影像，通过合成孔径技术和步进频率技术实现雷达影像方位向和距离向的高空间分辨率，克服了星载SAR影像受时空失相干严重和时空分辨率低的缺点，通过干涉测量技术可实现毫米级微变形监测，已经广泛用于大型桥梁、滑坡、冰川和大坝的变形监测。
[0003]使用地基雷达干涉测量技术进行变形监测，仅能获得视线向的一维变形信息，单一方向的位移场无法反映监测区域的真实形变；雷达电磁波在不均匀的对流层中传播时，会产生折射，传播路径和方向发生改变，电磁波存在延迟，即大气扰动，监测精度受到严重影响；干涉测量技术要求图像具有强相干性，系统重复安置会降低图像相干性，所以雷达系统要一直安放在现场，系统的使用效率较低。因此，使用干涉测量技术监测变形存在局限性。
[0004]因此，需要一种新的地基干涉雷达三维形变提取方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明针对现有技术存在的局限，提供一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法。``[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法采用如下技术方案:
[0007]—种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，包括以下步骤:
[0008]I)、选择监测区域，并在所述监测区域内设置观测墩A和观测墩B，求解所述观测墩A和观测墩B之间的夹角；
[0009]2)、在所述监测区域内均匀设置若干角反射器，所述观测墩A上设置有第一地基干涉雷达，非连续监测模式下，在^和t2时刻分别采集SAR复图像的和W幅；
[0010]3)、对同一时刻采集的多幅图像进行时间滤波预处理，得到非相干平均图像Ainrah,其中，非相干平均图像Ainrah通过下式计算得到:
【权利要求】
1.一种基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，包括以下步骤:I)、选择监测区域，并在所述监测区域内设置观测墩A和观测墩B，求解所述观测墩A和观测墩B之间的夹角； 2)、在所述监测区域内均匀设置若干角反射器，所述观测墩A上设置有第一地基干涉雷达，非连续监测模式下，在A和t2时刻分别采集SAR复图像、和吣幅； 3)、对同一时刻采集的多幅图像进行时间滤波预处理，得到非相干平均图像Ainrah，其中，非相干平均图像Ainrah通过下式计算得到:
2.如权利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，步骤I)中，所述监测区域为长期缓慢变形区域，所述观测墩A和观测墩B的上表面均位于同一水平面上，所述观测墩A和观测墩B之间的夹角大于90度。
3.如权利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，步骤4)中所述Q个像元包括角反射器、裸露的岩石或人工构筑物。
4.如权利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，步骤8)中观测墩A的第一坐标系的X轴为所述第一地基干涉雷达滑轨方向，y轴与X轴垂直且位于水平面内，z轴垂直于水平面；观测墩B的第二坐标系的X轴为所述第二地基干涉雷达滑轨方向，y轴与X轴垂直且位于水平面内，z轴垂直于水平面。
5.如权利要求1所述的基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，步骤2)和7)中每次采集的SAR复图像为15-20幅。
6.如权利要求1所述的 基于幅度信息的地基干涉雷达三维形变提取方法，其特征在于，步骤2)中每次观测结束后均拆下所述第一地基干涉雷达；步骤7)中每次观测结束后均拆下所述第二地基干涉雷达。
【文档编号】G01S13/90GK103576149SQ201310221724
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】岳建平, 董杰, 黄其欢, 甄宗坤 申请人:河海大学