[发明专利]一种基于PSInSAR技术的桥梁安全预警方法

说明书

本发明涉及一种基于PSInSAR技术的桥梁安全预警方法，该方法包括如下步骤：S1：通过聚束模式PSInSAR对桥梁形变信息进行提取；S2：建立基于桥梁模型的PSInSAR相干性评估模型；S3：基于SAR技术的桥梁形变关键点获取其随机形变规律；S4：结合PSInSAR得到的桥梁形变关键点形变信息，依据桥梁施工规范，运用多维随机变量理论，建立基于高分辨率遥感数据的桥梁安全预警判据。其解决了人工检测所需设备造价高，工作量大，检测周期长的问题，能够有效地对桥梁安全问题做出预警等优点。

技术领域

本发明涉及桥梁预警技术领域，尤其涉及一种基于PSInSAR技术的桥梁安全预警方法。

背景技术

桥梁结构的安全预警研究，是近几十年来随着结构工程研究理论的不断发展和工程实际需要而提出的新课题。安全预警是通过获得的监测数据和计算结论，获得结构安全性能的整体评价。安全预警不但可以科学的给出结构的可靠性，还是制定养护和维修计划的重要参考。

目前常见的方法包括：(1)基于外观检查评定法；(2)基于设计规范的方法；(3)荷载试验评定法；(4)专家经验评定法；(5)基于结构可靠度理论的方法；(6)承载能力的计算机有限元模拟。

随着合成孔径雷达(SAR)遥感技术的快速发展，利用SAR的干涉相位信息从空间获取地表高程进行地表形变监测成为可能，其测量技术主要分为差分干涉(DInSAR)技术和永久散射体干涉(PSInSAR)技术。采用这两种技术可以有效地弥补形变监测传统方法的不足，可对大面积区域进行逐点测量，不受地域限制，可以说，DInSAR/PSInSAR是目前对连续区域进行高精度形变测量的唯一手段。因此，基于星载SAR干涉处理的形变技术是遥感卫星应用的必要技术。

传统的桥梁形变监测手段主要通过布设一、二等水准网后再经过严密的平差程序，最终提取出每一期的微小地面沉降变化值，或者通过GPS定点测量进行监测，这些方法的优点是测量精度高、成果可靠，缺点是耗费大量的人力物力、成本高、测量点稀疏、复测时间间隔长，给桥梁监测增加了许多难度。另外，近几年随着桥检车等先进检测工具的使用，人工检测的范围在逐渐扩大，但这些设备需要昂贵的造价，工作量大，检测周期长。因此，寻找更先进的适用于桥梁健康的长期监测手段尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中桥梁形变监测预警方法存在的上述不足，提供一种基于PSInSAR技术的桥梁安全预警方法，其解决了人工检测所需设备造价高，工作量大，检测周期长的问题，能够有效地对桥梁安全问题做出预警等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种基于PSInSAR技术的桥梁安全预警方法，该方法包括如下步骤：

S1：通过聚束模式PSInSAR进行形变信息提取：主要针对聚束模式展开工作，采用聚束处理算法的保相性；基于聚束模式的重采样技术，影像配准过后进行辅影像的重采样，以利于干涉条纹的生成；对永久散射体(PS)形变信息提取；

S2：建立基于桥梁模型的PSInSAR相干性评估模型，即建立干涉相位噪声的时空协方差系统模型实现对星载永久散射体干涉性能的评估；

S3：基于SAR技术的桥梁形变关键点获取其随机形变规律；

S4：运用多维随机变量理论，分析随机有限元程序输出的关键点形变值的统计特征量，建立形变关键点变形规律的概率分布模型；考虑目标桥梁的实际情况，要用到多维随机变量函数的统计特征值——数学期望和方差；依据关键点形变的概率分布模型和PSInSAR相干性评估模型中得到的桥梁形变关键点形变信息，考虑PSInSAR的随机误差，建立基于PSInSAR数据的桥梁当前技术状况级别置信度评定方法；进而结合桥梁相关现行规范，开发基于高分辨率遥感数据的桥梁安全预警判据体系，实现桥梁安全预警技术。