[发明专利]海上孤立风电塔群的形变异常判断与形变值估算方法

说明书

本发明公开了一种海上孤立风电塔群的形变异常判断与形变值估算方法，包括：在风电塔群中选取风塔以标记初始参考位置，并对其余风塔的角反射器安装位置进行标记，在标记位置安装角反射器；根据卫星针对角反射器获取的SAR影像数据，进行辐射定标、聚焦、基于孤立点的SAR影像配准及地理编码；根据SAR影像数据，利用形变异常感知算法计算单座风塔相对于风电塔群的时序相位变化情况，确定存在异常形变风塔的分布；利用形变量估算方法计算单座风塔的相位渐变特征以及当前风塔相对于相邻风塔和风电塔群的相位差特征，确定每座异常形变风塔的累积形变量。通过本发明的技术方案，实现对风电塔群的高频率、大范围监测，精确度高，设备布设与维护成本低。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，尤其涉及一种海上孤立风电塔群的形变异常判断与形变值估算方法。

背景技术

卫星遥感具有观测范围广、周期性强、全天时、全天候、不受地面恶劣环境影响等优势，目前遥感技术已经在山体滑坡、矿区沉降、城市重要建筑安全监测、桥梁形变监测等领域得到了成功应用，且效果很好。

角反射器本身具备相对稳定的、可被目标SAR卫星识别的雷达截面积。角反射器一方面可以用作SAR影像的辐射定标的参考点目标，另一方面也可以将其布设到目标点上进行形变测量。

中国的海上风电行业发展势头迅猛，截至2021年4月，沿海8个省份有海上风电项目并网，其中2020年新增装机规模306万千瓦，占全球当年新增海上风电装机容量的约50％。

目前，市场上常见的海上风塔形变监测技术存在以下难点：(1)传统人工测绘作业困难，工作效率低；(2)倾斜类传感器精度不足，且存在较大的随机误差；(3)GPS布设价格昂贵，维护困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种海上孤立风电塔群的形变异常判断与形变值估算方法，基于角反射器获取风电塔群的SAR影像数据，通过数据处理后的SAR影像，计算单座风塔相对于相邻风塔和整个风电塔群的时序相位变化和相位差特征，判断存在形变异常的风塔并计算累积形变量，实现对风电塔群的高频率、大范围监测，精确度高，设备布设与维护成本低。

为实现上述目的，本发明提供了一种海上孤立风电塔群的形变异常判断与形变值估算方法，包括：

在风电塔群中选取风塔以标记初始参考位置，并对其余风塔的角反射器安装位置进行标记；

在所述风塔的标记位置安装所述角反射器；

根据卫星针对所述角反射器获取的SAR影像数据，进行辐射定标、聚焦、基于孤立点的SAR影像配准及地理编码的数据处理；

根据数据处理后的所述SAR影像数据，利用形变异常感知算法计算单座风塔相对于所述风电塔群的时序相位变化情况，确定存在异常形变风塔的分布；

根据所述SAR影像数据，利用形变量估算方法计算单座风塔的相位渐变特征以及当前风塔相对于相邻风塔和所述风电塔群的相位差特征，确定每座异常形变风塔的累积形变量。

在上述技术方案中，优选地，在所述风塔的标记位置安装所述角反射器的过程中还包括：

统计风电塔群所在海面的浪花高度历史数据，确定历史浪花高位的90％分位高度为角反射器的布设高度；

在所述风塔的标记位置对应的布设高度上安装所述角反射器。

在上述技术方案中，优选地，所述根据数据处理后的所述SAR影像数据，利用形变异常感知算法计算单座风塔相对于所述风电塔群的时序相位变化情况，确定存在异常形变风塔的分布具体包括：

计算每座风塔的各个时间段SAR影像中相邻时间段的SAR影像相位差；