[发明专利]一种基于多基地MIMO‑SAR的三维形变监测系统

摘要

本发明提供了一种基于多基地MIMO‑SAR的三维形变监测系统，能够适应高陡岩质边坡表面位移微小、形变存在空间跳变、宏观失稳突发性强的特点。其中三部MIMO‑SAR体制雷达系统分离放置于空间中的三个不同位置，获得不同角度方向上的形变信息三部MIMO‑SAR体制雷达系统由控制及数据处理中心统一控制，发射正交波形信号，瞬时完成对场景表面形态的扫描；在接收回波时，各部雷达既接收来自自身的单基地回波，也接收来自另两部雷达系统的双基地回波；每次扫描后，各部雷达将回波数据传递给控制及数据处理中心进行实时数据处理，获得不同视角下的多幅MIMO‑SAR图像，进而通过差分干涉、图像匹配和三维形变解算处理实现对场景三维形变场的高精度、快速测量。

主权项

一种基于多基地MIMO‑SAR的三维形变监测系统，包括三部MIMO‑SAR体制雷达系统和一个控制及数据处理中心；其特征在于：其中三部MIMO‑SAR体制雷达系统分离放置于空间中的三个不同位置，获得不同角度方向上的形变信息；系统工作时，三部MIMO‑SAR体制雷达系统由控制及数据处理中心统一控制，发射正交波形信号，瞬时完成对场景表面形态的扫描；在接收回波时，各部雷达既接收来自自身的单基地回波，也接收来自另两部雷达系统的双基地回波；每次扫描后，各部雷达将回波数据传递给控制及数据处理中心进行实时数据处理，获得不同视角下的多幅MIMO‑SAR图像，进而通过差分干涉、图像匹配和三维形变解算处理实现对场景三维形变场的高精度、快速测量；对MIMO天线阵的阵型设计进行分析采用以下方法：(1)根据方位角分辨率Δθ，确定合成孔径大小E，满足Δθ=0.44λE]]>(2)根据方位角扫描角度，确定密集阵阵间距d，为使得方位处理无栅瓣，需满足d≤λ1+|sinθmax|]]>其中，θmax为最大扫描角；(3)进而得到收发总通道数为(4)确定发射、接收阵元个数M和N；在总的天线个数一定的情况下，为了最大限度扩大总通道数，使M和N数值尽量接近；(5)以收发天线等效相位中心间隔为d/2作为准则，确定收发阵元的排列位置，为提高天线的孔径利用率，将密集阵元组成的阵列分成等长的两段置于天线两端，而将稀疏阵置于中间。