[发明专利]用于监测场景的表面变形的方法和设备

说明书

一种用于借助于差分干涉测量法技术监测场景的表面变形的方法，所述方法包括以下步骤：对雷达传感器进行预布置，所述雷达传感器包括被布置成发射并获取雷达信号的至少一个发射天线和接收天线，所述雷达传感器被布置成沿着具有中心O的平坦轨迹γ移动；限定在所述中心O中具有原点的参考系统S；借助于沿着所述平坦轨迹γ处置所述雷达传感器来通过SAR技术获取所述场景，所述雷达传感器被配置成使得所述天线的辐射方向图相对于所述中心O径向地定向，在布置于所述轨迹γ上的获取点ssubgt;i/subgt;处发生所述获取，从而获得每个获取点ssubgt;i/subgt;的多个数据；‑限定所述场景的多个目标点tsubgt;i/subgt;，可借助于参考所述参考系统S的球面坐标(ρsubgt;i/subgt;，θsubgt;i/subgt;，βsubgt;i/subgt;)来限定每个目标点tsubgt;i/subgt;的三维位置，所述坐标ρsubgt;i/subgt;和θsubgt;i/subgt;的值是已知的。所述方法另外包括借助于以下步骤三维确定所述目标点tsubgt;i/subgt;的步骤：在考虑预定且等于βsubgt;0/subgt;的βsubgt;i/subgt;的值的情况下，在第一获取高度hsubgt;a1/subgt;处使每个目标点tsubgt;i/subgt;相对于其自身的位置聚焦；在考虑预定且等于βsubgt;0/subgt;的βsubgt;i/subgt;的值的情况下，在第二获取高度hsubgt;a2/subgt;≠hsubgt;a1/subgt;处使每个目标点tsubgt;i/subgt;相对于其自身的位置聚焦；借助于干涉测量技术控制所述获取高度hsubgt;a1/subgt;和hsubgt;a2/subgt;处的所述聚焦，从而获得每个目标点的所述坐标βsubgt;i/subgt;的值。所述方法另外包括使每个目标点tsubgt;i/subgt;相对于其自身的可由所述球面坐标(ρsubgt;i/subgt;，θsubgt;i/subgt;，βsubgt;i/subgt;)限定的三维位置进行全局聚焦的步骤，从而获得第一聚焦雷达基准面，通过分析在每个获取点ssubgt;i/subgt;处获得的数据来针对每个目标点tsubgt;i/subgt;获得所述聚焦步骤，其中所述目标点tsubgt;i/subgt;是可检测的。

技术领域

本发明涉及用于环境监测的雷达遥感领域。

具体来说，本发明涉及借助于基于地面的差分干涉测量法合成孔径雷达技术(Synthetic apertures Radar，SAR)监测场景的表面变形的领域。

背景技术

采用SAR技术的干涉测量法非常适用于监测斜坡、建筑立面、水坝、桥梁等等，以用于获得地面位移或结构的亚毫米精确测量以便在最差状况下预测可能的崩塌或损坏且启用预防和恢复方法，以确保有时间清理可能受崩塌影响的区域且进而保证在所述区域工作、生活或管理所述区域的人员的安全。

众所周知，基于地面的干涉测量雷达系统SAR沿着通常是线性的轨迹处置雷达传感器，所述雷达传感器在移动期间发射在微波频带中的信号且对由所观测场景反射的接收到的信号进行连贯地解调，并且计算接收到的信号，由此获得所观测场景的二维图像。

具体来说，所观测场景的二维图像通过基于傅立叶变换且被称作“聚焦”的后处理的复杂过程获得，从而允许以较高空间分辨率生成图像。

SAR技术与干涉测量技术组合从而以二维分辨率获得所观测场景的变形或位移的信息。具体来说，两个时刻t₁与t₂之间的变形通过得到在时刻t₁借助于SAR技术获得图像的步骤与在时刻t₂类似地获得图像的步骤之间的相位差来计算，其中所测量位移Δd对应于：

其中且λ是所发射信号的波长。