我國地質災害頻發(fā),其中滑坡災害是最嚴重的災害之一,給人民生命和財產安全帶來巨大的損失。由于部分滑坡具有“高位、隱蔽”的特點,很難被肉眼和傳統(tǒng)手段發(fā)現(xiàn)。開展地質災害風險源調查、進行監(jiān)測預警并開展災后應急監(jiān)測,具有非常重要的現(xiàn)實意義。地基雷達干涉測量技術避免調查人員深入到地質災害隱患和險情現(xiàn)場位置處,還可以從多維度、多角度對地質體變形觀測,同時獲取準實時的連續(xù)變形特征,從而探測孕災體發(fā)展趨勢。盡管地基雷達干涉測量技術具有重訪周期短、監(jiān)測精度高等優(yōu)勢,但尚存在著一些需要解決的關鍵技術問題。本文基于地基雷達干涉技術,著眼于高精度地質體形變信息監(jiān)測需求,主要研究了大氣延遲相位校正和準實時處理技術。具體研究內容與成果如下:（1）詳細分析了目前常用的大氣相位校正方法及其適用性,引入一種基于距離高程模型的迭代分解方法,適用于大氣湍流變化的校正。迭代分解模型將穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)大氣相位進一步分解為分層和動態(tài)相位,克服因大氣變化迅速而導致距離高程模型失效,不需要借助GNSS或外部氣象數(shù)據(jù),從而提高地質體形變監(jiān)測的精度。（2）基于星載干涉雷達小基線集的概念,設計了一種適用于地基雷達準實時監(jiān)測的處理方法與流程。主要... 

【文章來源】：中國地震局地殼應力研究所北京市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１滑坡變形三階段演化圖示（修改自許強，２０１９；姜文亮，２０１９）??１．２國內外研究現(xiàn)狀??最早的差分干涉測量技術（Ｇａｂｒｉｅｌ?ｅｔａｌ，１９８９）通過獲取不同時間的兩幅影像??

?中國地震局地殼應力研究所碩士學位論文???＿＿??圖１－２?ＧＡＣＯＳ地形相關大氣誤差校正（Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１降軌Ｔ１３５）??在地基雷達干涉測量的大氣相位研究中，Ｌｕｚｉ等（２００４）利用氣象數(shù)據(jù)（濕??度、溫度和壓力）補償大氣延遲相位。對于整個監(jiān)測區(qū)域，大氣參數(shù)均一性假設弱，??監(jiān)測點附近的大氣狀態(tài)代替雷達傳播路徑上大氣的方法不可取，所以單一位置的??氣象觀測數(shù)據(jù)不能用于校正不同范圍的大氣相位。??Ｎｏｆｅｒｉｎｉ等（２００５）提出地基雷達的大氣干涉相位變化與監(jiān)測距離呈線性關系??同時也取決于測量濕度：＾＞＿（ｒ，？）?＝?／ｃ／７（ｒ，／）ｒ，其中表示大氣效應函數(shù)，取決??于位置矢量；和時間＾？為未知常數(shù)。對于小場景監(jiān)測的單個點，可以粗略??的假設＝?但是，對于大場景區(qū)域監(jiān)測，在整個監(jiān)測區(qū)域，不能再??假設恒定不變。／Ｋ；＾）與距離呈現(xiàn)線性關系：以？，〇?＝?ｊ⑴＋?５（〇ｒ，因此，??％，？（／，〇?＝?＜３〇＋沖＞２，其中」⑴，即），沖）和沖）表示系數(shù)，該系數(shù)取決于時??間／。Ｎｏｆｅｒｉｎｉ提出的方法是基于大氣貢獻經驗公式，并無嚴格的數(shù)學推導證明此??方法的有效性。??Ｐｉｐｉａ等（２００６）針對地基雷達提出三種校正大氣誤差的方法。前兩種方法在??空間大氣均勻性假設的條件下，對線性相位斜率進行建模，模型主要由角系數(shù)和偏??移量組成。這兩種方法的大氣校正步驟基本一致：首先選擇一些穩(wěn)定且高相干的點，??然后用這類解纏后的相位來恢復大氣相位斜率和距離之間的線性關系。前兩種方??法本質上是相似的，唯一的區(qū)別在于一種采用一維解纏方法，另一種采用二維解纏??方法。第三種方法基于干涉圖中的光譜變化進行大氣相位

?中國地震局地殼應力研宂所碩士學位論文???高分辨率雷達要求窄脈沖寬度，實質要求信號帶寬大。??本文地基雷達米用調頻連續(xù)波（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｗａｖｅ，ＦＭＣＷ）??（李兵權等，２０１９）。地基雷達采用ＦＭＣＷ波形示意圖如圖２－１所示。被物體反射??后的回波信號與發(fā)射信號有一定的頻率差，差頻信號頻率較低，硬件處理相對簡單，??適合數(shù)據(jù)采集并進行數(shù)字信號處理。通過測量差頻可以獲得目標與雷達之間的距??離信息，可具體表示為（２－３）：??／＊＝令?（２－３）??ｃＴ??其中，ｃ?＝?３．〇ｘｌ〇８ｗ／ｓ。因此，雷達與監(jiān)測目標距離，■可表示為（２－４）：??ｒ?＝?＾－?（２－４）??２Ｂ??｜??發(fā)射信號???接收信號??Ｔ??圖２－１?ＦＭＣＷ波形示意圖（／Ａ：差頻；中心頻率；．＆?：多普勒頻移；Ｔ：脈沖重復周??期；ｒ：時延；Ｂ：帶寬）??兩個目標在位于統(tǒng)一距離，在方位角不同情況下，能被雷達區(qū)分出的最小角度??稱為方位向分辨率。方位向分辨率ｔ與波束寬度＆和距尚ｒ有關，如圖２－２所不，??數(shù)學表達可表示為（２－５）：??８ｃｒ?＝ｒｄＢ?（２－５?）??雷達天線越窄，方位向分辨率越高。由天線理論可知，波束寬度與電磁波波長??和天線尺寸有關，波束寬度＆可用波長ｉ和天線尺寸Ｚ５表達為（２－６）：??－１４?－??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]地基雷達大氣改正方法及其應用于滑坡形變監(jiān)測[D]. 趙小龍.西南交通大學 2017



本文編號：3098477