地基sar在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明一種地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，具體步驟包括：S1永久散射體點(diǎn)選??；S2三角網(wǎng)格生成；S3空時(shí)三維相位解纏；S4大氣相位補(bǔ)償；S5形變反演；S6孤立PS點(diǎn)對應(yīng)形變量剔除；其中步驟S1的具體過程為：分別進(jìn)行了幅度離差篩選、幅度門限篩選和相位信息篩選。本發(fā)明在傳統(tǒng)PS點(diǎn)選取幅度離差法的基礎(chǔ)上增加了幅度門限篩選和相位信息篩選以提煉出更高質(zhì)量的PS點(diǎn)，從而使得形變監(jiān)測具有更高的準(zhǔn)確性。
【專利說明】地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于合成孔徑雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]形變檢測在結(jié)構(gòu)工程和大跨徑工程比如橋梁、高塔、大壩等建筑領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用，而且在山體滑坡和雪崩預(yù)警等場景中也有廣泛的應(yīng)用。
[0003]而地基SAR由于其配置靈活，便于運(yùn)輸，重訪周期短等優(yōu)點(diǎn)，可以在不同的場景下對目標(biāo)進(jìn)行長時(shí)間的形變監(jiān)測。在實(shí)際過程中，首先，將雷達(dá)傳感器放置在精密滑軌上，以固定時(shí)間為周期，進(jìn)行勻速且完全重復(fù)的移動(dòng)，以構(gòu)成合成孔徑；然后，通過分析長時(shí)間序列中目標(biāo)點(diǎn)的相位數(shù)據(jù)，獲取其形變量信息，通常采用的數(shù)據(jù)分析的方法為永久散射體(PS)算法，其主要步驟包括:1.PS點(diǎn)選?。?.Delaunay三角網(wǎng)格生成；3.空時(shí)三維相位解纏；4.大氣相位補(bǔ)償；5.形變反演和6.孤立PS點(diǎn)對應(yīng)的型變量剔除。
[0004]在傳統(tǒng)的PS算法中，首先要選取那些能夠在長時(shí)間序列中保持相關(guān)性的點(diǎn)進(jìn)行分析，即選取散射性能穩(wěn)定的點(diǎn)(PS點(diǎn))進(jìn)行分析，步驟1.PS點(diǎn)的選取一般是采用幅度離差準(zhǔn)則，即通過判斷目標(biāo)幅度在長時(shí)間序列中的穩(wěn)定性來選取PS點(diǎn)。幅度離差的計(jì)算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，具體步驟包括:S1永久散射體點(diǎn)選??；S2三角網(wǎng)格生成；S3空時(shí)三維相位解纏；S4大氣相位補(bǔ)償；S5形變反演；S6孤立PS點(diǎn)對應(yīng)形變量剔除；其特征在于， 步驟SI的具體過程為: 步驟101、幅度離差篩選，SP 對N幅地基SAR干涉圖像中所有的PS點(diǎn)采用幅度離差準(zhǔn)則進(jìn)行篩選，得到點(diǎn)集P1 ； 步驟102、幅度門限篩選，SP 對點(diǎn)集P1中的每一 PS點(diǎn)，計(jì)算N幅干涉圖像中該P(yáng)S點(diǎn)處信號(hào)的平均幅度，選取平均幅度大于設(shè)定幅度門限的PS點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)集P2 ； 步驟103、相位信息篩選，即 (1)對干涉圖像進(jìn)行網(wǎng)格劃分； (2)在每一幅干涉圖像中，對點(diǎn)集P2中每一PS點(diǎn)處信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理； (3)針對每幅干涉圖像中的每個(gè)網(wǎng)格，計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)屬于點(diǎn)集P2的PS點(diǎn)處信號(hào)干涉相位的平均值，其中n=l，2…N，j=l，2…J，J為干涉圖像所劃分的網(wǎng)格總數(shù)； (4)針對點(diǎn)集P2中的每個(gè)PS點(diǎn)，用PS點(diǎn)處信號(hào)的干涉相位減去PS點(diǎn)所在網(wǎng)格的干涉相位平均值Lj，n,得到干涉相位差值約; i=l, 2—1,1表示點(diǎn)集P2中PS點(diǎn)的總數(shù)； (5)、根據(jù)所述計(jì)算點(diǎn)集？2中每個(gè)PS點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)aj,· ^ = ^ΣβχΡ(.Μ.?.---)|⑴ 其中j為虛數(shù)單位； (6)選擇相關(guān)系數(shù)ai大于設(shè)定系數(shù)門限A的PS點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)集P3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，其特征在于，所述S4大氣相位補(bǔ)償?shù)木唧w過程為: 步驟201、設(shè)點(diǎn)集P3中所有PS點(diǎn)的形變量都為零，根據(jù)退化后的無形變相位模型:(pi n = AtlFi + Bn + COi n( 4 ) 采用最小二乘法估計(jì)大氣參數(shù)[An, Bn]，并將估計(jì)的結(jié)果記為[又，或]，為第η幅干涉圖像中第i個(gè)PS點(diǎn)的相位值，&為第i個(gè)PS點(diǎn)到雷達(dá)的距離，《i n為相位測量隨機(jī)誤差量； 步驟202、針對點(diǎn)集Ρ3中的每一 PS點(diǎn)，計(jì)算其對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)Y j ；Yi = real(戍?)exp(-4?+ 4))}⑴ 其中，real表示取實(shí)部； 步驟203、選取相關(guān)系數(shù)Y i高于設(shè)定系數(shù)門限B的PS點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)集P4 ； 步驟204、針對步驟203得到的點(diǎn)集P4,按照步驟201至步驟203的方式重復(fù)執(zhí)行，直至得到的點(diǎn)集所包含的PS點(diǎn)對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)Yi都大于設(shè)定門限值C或得到的點(diǎn)集包含的PS點(diǎn)的數(shù)量小于設(shè)定閾值，根據(jù)當(dāng)前得到的點(diǎn)集計(jì)算的[i，l]記為最終的大氣相位估計(jì)結(jié)果[An, Bn] ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，其特征在于，步驟102中幅度門限設(shè)定的方式為:將圖像轉(zhuǎn)化為dB圖像，再以最亮點(diǎn)的_40dB為幅度門限。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，其特征在于，所述系數(shù)門限A為0.97。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述地基SAR在時(shí)間去相關(guān)嚴(yán)重區(qū)域的形變監(jiān)測方法，其特征在于，所述系數(shù)門限B和門限值C相同，皆為0.9。
【文檔編號(hào)】G01B15/06GK103822598SQ201410066601
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】曾濤, 胡程, 朱茂, 田衛(wèi)明, 龍騰, 毛二可 申請人:北京理工大學(xué)