圆弧式地基合成孔径雷达在高陡边坡形变监测中的应用

我国西南山区昼夜温差大、大气环境复杂多变,基于圆弧合成孔径及差分干涉测量技术,研发一款便携式圆弧地基合成孔径雷达,在川西某铁路高陡边坡开展应用研究,将国产圆弧式地基合成孔径雷达与意大利IBIS-L地基合成孔径雷达进行大气扰动校正能力、形变测量精度等参数的同步对比测试,并对该高陡边坡进行长时间不间断实时变形监测。结果表明,国产圆弧式地基合成孔径雷达具备自适应大气扰动校正能力,在西南山区铁路沿线高陡边坡复杂多变气候条件下,大气扰动校正能力、形变测量精度均优于IBIS-L地基合成孔径雷达,其中,国产地基雷达24 h稳定点形变值均在±1 mm以内,IBIS-L地基雷达均超出±1 mm,国产地基雷达在1 km监测距离处的径向形变误差RMS为0.079 mm,IBIS-L地基雷达为0.159 mm,表明国产圆弧式地基合成孔径雷达具有高精度、高可靠性、快速机动部署等优势。

圆弧式地基合成孔径雷达在边坡变形监测中的应用

边坡变形监测是防止滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的有效途径之一。圆弧式地基合成孔径雷达是一种非接触式的新型地表形变监测设备,具有高分辨率、高频率、高精度、全方位、全天候实时监测等优点,更能有效地满足边坡变形监测的全面性和连续性要求。为了验证该设备在边坡变形监测中的效果和精度,本文采用两种便携圆弧式地基合成孔径雷达系统进行测试。测试结果表明,两种设备均能快速、全面地获得整个边坡的形变情况,具有较高的分辨率和亚毫米级的监测精度,且能实时发出预警,是一种全面高效的边坡变形监测手段。

基于调频连续波信号的圆弧式合成孔径雷达成像方法

圆弧式合成孔径雷达是一种对特定地区持续监测的新模式雷达,具有分辨率高,观测范围广,重访周期短等特点,适合对特定地区的形变监测以及对塌方、滑坡等灾害的预警。针对圆弧式合成孔径雷达特殊的运动形式,该文提出了一种新的用于调频连续波体制Arc-SAR成像的2维频域算法。首先推导了Arc-SAR的信号模型,然后提出了在满足转动机械臂长远小于目标最短斜距的情况下使用2维频域算法来聚焦信号,之后分析了算法误差。该算法可以在假设条件下对目标准确聚焦,并具有计算速度快等优点。最后使用仿真和实测数据验证了算法的有效性。

滑坡灾害监测的圆弧合成孔径雷达大气相位校正方法

地基圆弧合成孔径雷达通过形变值测量实现滑坡预警,是一种重要的滑坡灾害监测遥感手段。大气相位校正影响形变值测量精度,是长时间稳定监测的关键技术。本文提出一种基于网格划分的两阶段大气相位校正方法。该方法通过特征提取及分类获得永久散射点,基于此实现监测点的自动筛选;利用网格估计大气相位,有效降低运算量,提高了计算效率;结合空间滤波和时间序列滤波,保证了大气相位估计的准确性。实测数据处理结果表明了该文所提方法在大气相位校正方面的有效性。

圆弧式地基雷达在某露天矿山的应用

针对露天矿山开采面传统监测手段需在监测面布设设备,且不能实现全面监测的缺陷,结合圆弧式地基雷达具有监测面广、监测频率高、监测精度高、耐候性好等优点,采用圆弧式地基雷达对采场边坡进行验证试验。简述了该雷达系统的工作原理,并将该雷达系统在某矿山的采场边坡进行了应用试验,并对试验结果进行了分析。结果表明:该雷达系统能准确有效地反映矿山采场的边坡变形情况。

基于毫米波雷达的地基ARCSAR系统研究与设计

随着遥感技术的不断发展,圆弧式合成孔径雷达(Arc Synthetic Aperture Radar,ARCSAR)系统已成为形变监测、滑坡抢险救援应用的重要手段。该系统通过杆臂带动雷达旋转完成扫描照射,可获取周围场景最大360°区域实现高精度成像,进而利用重轨干涉技术完成形变信息的获取。现有ARCSAR系统多数采用Ku或更低的波段,其雷达系统硬件体积较大,同时低频段下为了实现更高的方位分辨率需较长的杆臂,增加了系统的复杂性和成本,不够灵活和便携。因此,其通常应用于矿山、抢险救援等远距离场景,不适用于城市基础设施如隧道等近距离场景。毫米波雷达具有宽波束、体积小、重量轻以及功耗低的优势,目前已经成熟应用于车载辅助系统、智能驾驶和交通监控等应用。将毫米波雷达与ARCSAR结合可以实现轻小型、高分辨的优势,更适用于城市应用场景,然而目前未见相关成熟系统报道。针对上述需求,本文研究设计实现了毫米波ARCSAR系统,采用毫米波雷达模组作为雷达收发单元,经由杆臂与转台单元连接实现扫描功能,转台部分带有高精度角度编码器实现等角度间隔采样,由此来降低成像处理难度,最后基于距离多普勒(Range Doppler,RD)算法实现成像。本文首先给出RD算法的点目标仿真结果,进一步采用室内角反实验以及室外场景实验证明本文所提系统的有效性。其中,在室内角反实验中,对比了使用和不使用角度编码器时成像结果,分析表明加入编码器后的角反的方位向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)远远高于未使用的情况。实验结果表明,本文系统可以获得良好的聚焦图像,在城市基础设施监测方面具有较大的潜力。

基于系统可靠度方法的板式支护体系基坑抗隆起研究

板式支护体系下的基坑因具备足够的刚度和强度可能发生圆弧滑动而出现隆起破坏,坑底地基失稳也可能引起地基极限承载力剧降。考虑到参数的变异性,常规的方法得到的基坑抗隆起稳定性系数可能并不安全,为此提出将板式支护体系下基坑的隆起破坏视为两种破坏模式组成的串联系统,利用常用的可靠度分析方法验算点法(FOSM)分别求出单个破坏模式的可靠度指标,结合逐步等效平面法求出系统的可靠度指标,进而求出系统失效概率,并通过算例对基坑的抗隆起稳定性进行评价。结果表明,基坑的抗隆起破坏可能受任一种破坏模式的控制,因此采用系统可靠度方法评价基坑的抗隆起稳定性更接近工程实际。

土工格栅在软土地基处理中的应用分析

随着经济建设的快速发展,汽车拥有量的剧增。公路与人民生活的关系越来越密切。在调整公路建设中,如何处理好软土地基区路基的沉降直接关系到行车的质量与安全。在软土地基上修筑公路,主要考虑路基的稳定和沉降两大问题。一般无加筋路堤.在较厚的软土层上时为圆弧滑动或冲切式沉降导致破坏;在薄层软土层上,则为侧向挤出破坏。本文对土工格栅在软土地基处理中的应用作了分析,供大家参考。