一种基于时间序列的形变分析方法和系统与流程

本发明涉及无线电测量，具体涉及一种基于时间序列的形变分析方法和系统。

背景技术：

1、在地铁运维期间，轨道交通沿线区域因轨道负荷、地基条件、施工与维护等因素的综合作用，使得形变十分复杂。轨道交通中不同相干点目标的形变特征不同。它们可能发生了线性形变、也可能发生了非线性形变，甚至是这两类形变的复杂结合。这使得传统的时间序列形变分析方法很难顾及到具有多种形变方式的相干点。

2、对于包含非线性形变的相干点，这部分相位不但在时间域具有相关性，同时在空间上也具有相关性。这样的特性，使非线性形变很容易被误判为大气延迟相位；且不能简单的采用空间域滤波分离形变相位。

3、因此，针对相干点特征进行分类，对包含非线性形变的相干点进行数据处理，并非线性形变进行计算。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于时间序列的形变分析方法，通过多种滤波器分离非线性形变和大气延迟，提高形变分析的准确性。

2、本发明公开了一种基于时间序列的形变分析方法，包括以下步骤：获取时间序列数据；根据所述时间序列数据获得相干点；判断所述相干点是否满足第一条件：包含线性形变相位和非线性形变相位；若满足，通过空间域滤波器对相干点的信号进行过滤，获得空间低频信号和残余信号，所述空间低频信号包括线性形变相位和线性形变量；通过时间域滤波器对残余信号进行过滤，获得时间低频信号，时间低频信号包括非线性相位；根据所述非线性相位，获得非线性形变量；根据所述非线性形变量和线性形变量，获得所述相干点的形变。

3、优选的，若不满足第一条件，通过空间域滤波器对所述相干点的信号进行过滤，获得空间低频信号，即线性形变相位。

4、优选的，基于线性回归的方法，获得非线性形变量；

5、所述非线性形变量表示为：

6、 disp 2＝ k+v×( t- t 0)

7、其中， disp 2表示为非线性形变量， k为零阶的常数项， v为位移速度， t表示为时间， t 0表示为起始时间。

8、优选的，所述相干点的形变为非线性形变量与线性形变量之和。

9、优选的，所述相干点位于形变梯度较大的区域。

10、优选的，获得空间低频信号的方法包括：预设空间域滤波的输入窗口后，应用基于空间分布的滤波器，即空间域滤波器，分离出空间低频信号和残余信号；获得时间低频信号的方法包括：预设时间域滤波的输入窗口后，应用基于时间分布的滤波器，即时间域滤波器，从所述残余信号中过滤出时间低频信号，获得时间低频信号。

11、本发明还提供一种用于实现上述形变分析方法的系统，包括：采集模块、相干点分类模块、第一滤波模块、非线性形变量计算模块和形变分析模块，

12、所述采集模块用于获得时间序列数据；

13、所述相干点分类模块用于获得根据所述时间序列数据获得相干点，并判断所述相干点是否满足第一条件：

14、若满足，则调用所述第一滤波模块，所述第一滤波模块用于通过空间域滤波器对相干点的信号进行过滤，获得空间低频信号和残余信号，所述空间低频信号包括线性形变相位和线性形变量；通过时间域滤波器对残余信号进行过滤，获得时间低频信号，时间低频信号包括非线性相位；

15、非线性形变量计算模块用于根据所述非线性相位，获得非线性形变量；

16、所述形变分析模块用于根据所述非线性形变量和线性形变量，获得所述相干点的形变。

17、优选的，系统还包括第二滤波模块，

18、若不满足第一条件，则调用第二滤波模块，第二滤波模块用于通过空间域滤波器对所述相干点的信号进行过滤，获得空间低频信号，即线性形变相位。

19、优选的，第一滤波模块包括空间域滤波子模块和时间域滤波子模块，

20、所述空间域滤波子模块用于在预设空间域滤波的输入窗口后，应用基于空间分布的滤波器，分离出空间低频信号和残余信号；

21、时间域滤波子模块用于在预设时间域滤波的输入窗口后，应用基于时间分布的滤波器，从所述残余信号中过滤出时间低频信号，获得时间低频信号。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过相干点的特征进行分类，对于满足第一条件的相干点，依次通过空间域滤波器和时间域滤波器分离非线性相位和线性相位，并计算相干点的最终形变，提高了复杂场景下相干点形变分析的准确性。

技术特征：

1.一种基于时间序列的形变分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的形变分析方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的形变分析方法，其特征在于，基于线性回归的方法，获得非线性形变量；

4.根据权利要求1所述的形变分析方法，其特征在于，所述相干点的形变为非线性形变量与线性形变量之和。

5.根据权利要求1所述的形变分析方法，其特征在于，所述相干点位于形变梯度较大的区域。

6.根据权利要求1所述的形变分析方法，其特征在于，获得空间低频信号的方法包括：预设空间域滤波的输入窗口后，应用基于空间分布的滤波器，分离出空间低频信号和残余信号。

7.根据权利要求6所述的形变分析方法，其特征在于，获得时间低频信号的方法包括：预设时间域滤波的输入窗口后，应用基于时间分布的滤波器，从所述残余信号中过滤出时间低频信号，获得时间低频信号。

8.一种系统，其特征在于，用于实现如权利要求书1-7任一项所述的形变分析方法，所述系统包括：采集模块、相干点分类模块、第一滤波模块、非线性形变量计算模块和形变分析模块，

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括第二滤波模块，

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，第一滤波模块包括空间域滤波子模块和时间域滤波子模块，

技术总结
本发明公开了一种基于时间序列的形变分析方法和系统，属于无线电测量技术领域，所述方法包括以下步骤：获取时间序列数据；根据时间序列数据获得相干点；判断相干点是否满足第一条件；若满足，通过空间域滤波器对相干点的信号进行过滤，获得空间低频信号和残余信号；通过时间域滤波器对残余信号进行过滤，获得时间低频信号；根据非线性相位，获得非线性形变量；根据非线性形变量和线性形变量，获得相干点的形变。通过相干点的特征进行分类，对于满足第一条件的相干点，依次通过空间域滤波器和时间域滤波器分离非线性相位和线性相位，并计算相干点的最终形变，提高了复杂场景下相干点形变分析的准确性。

技术研发人员：谭磊,王永久,张建雄,杨晓辉,屈文彬,黄诚诚,王子鑫,吕长权
受保护的技术使用者：北京市市政工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1