InSAR中人工角反射器方法的研究

InSAR(合成孔径雷达干涉测量)是20世纪后期发展起来的一种新的测量方法,由于其具有能够实现全天时、全天候的对地观测等特点,现已成为空间对地观测技术的研究热点。文中阐述了InSAR中采用人工角反射器的作用,并从几何上推导了InSAR中人工角反射器的原理,并介绍了其制作以及在安装过程中应注意的一些问题,最后对人工角反射器技术在国内外的应用以及存在的问题作了描述。

雷达干涉测量中人工角反射器设计及在影像图中的识别

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是20世纪后期发展起来的一种新的测量技术,具有全天时、全天候、能获得面数据等对地观测特点。但在实际应用中却受到时间和空间失相关以及大气效应等条件的制约。选取金沙江流域地处高山峡谷区的某河段为研究区域。由于传统的InSAR技术达不到理想监测效果,因此应用了角反射器(CR)技术。首先阐述了CR在InSAR技术不同发展阶段中的应用;介绍了其制作及现场安装过程中应注意的问题。最后采用双重阈值法来识别CR,识别出的CR位置与实测CR中心位置坐标相吻合,证明了其识别CR的有效性。

地震形变监测中人工角反射器的应用

CR-InSAR技术克服了常规DInSAR技术在时空上失相干的局限性,在微形变监测中得到广泛应用。其中,人工角反射器的合理布设是顺利实现CR-InSAR技术的基础。通过人工角反射器的科学布设,可以实现人工角反射器的雷达散射截面最大化,有利于其在SAR影像上的识别,从而提高形变监测的精度。采用物理光学法对常用的几类人工角反射器的雷达散射截面进行了数值模拟,其结果与理论值取得较好的一致性。雷达散射截面曲线的分析结果可以指导研究人员选择合适的角反射器类型,以及如何在野外架设角反射器(主要包括方位角和入射角)。

辽宁省国家卫星导航定位基准站角反射器的设计与安装

由自然资源部组织,各省将在国家卫星导航定位基准站及京津冀地区卫星导航定往基准站上安装人工角反射器。本文以辽宁省内的国家卫星导航定位基准站为例,研究雷达人工角反射器的设计与安装方法,通过在SAR影像获取时同步测量其三维坐标,为在轨雷达卫星进行形变监测提供准确的标定参考以及精度评价参考,形成国家级地面沉降监测控制点网络。

时序InSAR在城市地铁工程区形变监测中的应用

地铁建设会引发城市地表形变灾害,而传统的合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)难以实现城市地铁工程区域的精细测量。本文利用TerraSAR-X高分辨率数据,采用PS-InSAR和SBAS-InSAR方法对徐州地铁1号线东部工程场地进行了形变监测,获取了该区域2016年6月15日—2016年9月11日期间的形变时序图。通过与人工角反射器布设点的水准测量数据对比分析,发现利用两种时序InSAR测量方法得到的地表形变结果与水准测量结果非常一致,形变误差均在1 mm以内;而SBAS-InSAR探测地表形变的敏感性低于PS-InSAR。结果表明,利用高分辨率SAR影像监测城市地铁形变具有亚毫米级的测量精度和米级的定位能力,同时证明了时序InSAR分析技术在城市地铁工程形变监测应用中的广阔前景。

融合GPS,CR与水准数据的永久散射体雷达差分干涉测量技术

介绍和综述GPS、角反射器(CR)、水准与永久散射体雷达差分干涉测量(PS-DInSAR)数据融合的背景、研究进展和技术优势。着重介绍PS-DInSAR的基本原理,以及融合GPS,CR与水准数据进行PS-DInSAR的数据处理流程,讨论雷达遥感数据与这些非遥感数据融合的技术特点与方法,指出目前PS-DInSAR技术存在的问题及今后的发展方向。

CRInSAR大气校正模型比较与分析

人工角反射器辅助雷达干涉测量(CRInSAR)中,电磁波信号受各种因素的影响,其中大气能够引起信号延迟和传播路径弯曲,在此先对已有大气中对流层校正模型进行比较,然后对基于GPS数据和气象观测数据的大气改正方法进行试验研究,证明大气校正模型对雷达干涉测量的影响和消除的有效性。

基于CR-InSAR的煤矿区地表沉陷监测研究

以西山煤电古交矿区为研究区域,采用常规D-InSAR技术对矿区地表进行试验研究。选取干涉质量较好的影像数据,分别运用二轨法和三轨法进行处理,将处理结果与实测的GPS测量数据进行对比分析。常规D-InSAR技术能够监测微小地表沉陷,但在低相干区域不能获得准确形变量,基于此,提出了采用CRInSAR技术来监测煤矿区地表沉陷。结合该矿区收集到的TerraSAR-X影像数据,开展CRInSAR技术监测煤矿地表沉陷的应用实验,得到与实测GPS测量数据非常相似的观测结果,验证了CRInSAR技术监测煤矿区地表沉陷的可靠性和优越性。

CRInSAR和PSInSAR技术在地表形变监测中的应用

基于人工角反射器和永久散射体的InSAR技术对于监测地面形变的效果理想,能够检测到3~5个毫米级量级的地表形变运动,可弥补静力水准测量、GNSS监测在地表形变监测的不足。文章描述了位于涿州园区的CR的设计、安装方法,并结合该CR和距离园区5 km内的PS形变数据进行了分析,验证了角反射器InSAR技术在地表形变监测领域的可行性。

基于CGPS的CRInSAR大气改正——以香港地区为例

基于角反射器的合成孔径雷达干涉测量(Corner Reflector InSAR)在低相干地区的地表形变监测中具有很大应用潜力。在CRInSAR所有误差源中,大气影响是最主要的影响因素之一。针对CRInSAR中的大气影响改正问题,详述了利用连续GPS站的数据和地面气象观测资料来对角反射器的大气影响进行改正。并利用香港地区12个GPS连续站的数据对6个角反射器上的大气影响做出改正,得出了较为可靠的结果。

改进的CR-InSAR技术用于四川甲居滑坡形变监测

采用一种改进的基于相位相干性的非线性人工角反射器InSAR解算算法,不仅能有效地避免相位解缠误差,而且对于大尺度形变梯度具有较强的探测能力。将该方法用于四川丹巴县甲居滑坡形变监测试验,获取了位于甲居滑坡上角反射器的形变结果。通过与小基线集InSAR算法以及基于解缠相位的CR-InSAR算法结果比较,该方法更能准确获取非线性形变时间序列结果,合理地揭示了甲居滑坡明显的形变特征。

采用TerraSAR-X数据监测西安地裂缝形变

基于3m分辨率的TerraSAR-X数据对覆盖西安地区的活动地裂缝进行了定位与监测研究。数据为2009-12-03～2010-03-23共6景Strip模式数据。实验结果显示,高分辨率TerraSAR数据是监测地裂缝很好的数据源,但为了获取高精度的监测成果还需要特别考虑时间和基线去相干因素。二轨法监测结果显示,活动地裂缝往往出现在稳定区域与形变区域的转折部位,而采用人工角反射器技术可以监测出mm量级的地裂缝相对形变信息。

一种新的CR点目标识别方法及其在公路形变监测中的应用

提出了一种基于强度与相关系数综合评定指数的人工角反射器（CR）点目标识别方法。应用该方法在获取的5幅研究区域SAR影像上分别查找CR点位置,并将不同影像上相邻CR点间的距离进行比较以验证结果的准确性。利用这些CR点对高速公路进行形变监测,成功获得了其在2008~2009年间的形变量,得到了与水准实测数据较为吻合的形变结果。

永久散射体雷达差分干涉反演矿区时序沉降场

针对永久散射体差分干涉测量(PSIn SAR)算法流程,发展了基于周期函数模型的空间维解缠方法,并将其应用于矿区时间序列地表变形反演。通过在研究区域内安装人工角反射器(CR),将CR点上计算所得的周期模型参数分量作为整个网络的约束,通过空间约束平差以实现空间维解缠。选取了河南省境内白沙水库附近的煤矿密集区为主要研究区域,采用周期函数模型对矿区线性及非线性形变分量进行模拟,反演了2007年2月—2010年2月的时间序列形变场,并采用研究区域内的水准实测数据作为外部验证数据。实验结果表明:白沙水库周围区域存在着较为明显的沉降,在煤矿分布区域内累积最大沉降量超过了10 cm。沉降区域内以线性沉降趋势为主,非线性沉降较为缓慢,仅在水库的西南方向较为明显。应用已有的水准点实测形变值对实验结果进行验证分析,结果表明该方法精度可达约±2.1 mm,证实了本文采用的方法在矿区地表时序形变反演中的可行性和可靠性,对预防过度采矿导致的矿区塌陷具重要现实意义。