干涉雷达测量技术在树坪滑坡变形监测中的应用研究

摘要

雷达干涉测量(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)技术是近二十年来发展起来的一种先进空间监测技术,它将传统合成孔径雷达技术与干涉技术相结合,具有全天侯、大范围及高精度监测地表形变优点,是地表形变灾害监测领域的一种新的空间观测技术,它能广泛的应用于地震观测、地面沉降、滑坡监测、火山监测及冰川活动观测等领域。
　　本文以雷达干涉测量(InSAR)技术应用于滑坡监测为科学目标,以三峡库区树坪滑坡为研究区域,首先对 InSAR 测量基本原理及测量精度进行了评价,接着对影响 InSAR 测量精度的大气水汽影响进行了分析,并在调研国内外众多大气水汽去除方法的基础上提出了一种大气水汽去除方法；研究应用了基于自然永久散射体的PSInSAR技术,采用高分辨率的TerraSAR-X卫星数据,获得了滑坡体上永久散射体的线性沉降速率；最后,在综合分析的基础上,着重研究了基于人工永久散射体的CRInSAR 技术——为了克服现有的三角锥形角反射器不能很好满足升/降轨观测需要,在SAR传感器观测角度发生较大变化时必须人工调整其仰角的不足,自主设计了一种适用于升、降轨和多角度观测的角反射器；为了检验干涉雷达测量成果精度,以便将其与 GPS 成果和水准测量成果进行同步比对分析,在反射体上安装了与水准测量尺支座和GPS支座。并以树坪滑坡为研究区域结合地面GPS与水准测量同步实测结果对CRInSAR 监测滑坡的精度进行了评价,认为应用 CRInSAR 技术来监测滑坡形变是可行的,为综合利用自然、人工永久散射体监测滑坡形变奠定了良好基础。

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1 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容及组织结构

2 InSAR的基本原理及数据处理流程

2.1 可供选的研究数据

2.2 基本原理

2.3 InSAR测量精度评价

2.4 InSAR数据处理流程

3 InSAR中大气水汽影响分析及去除方法

3.1 大气水汽对InSAR影响的定量分析

3.2 大气水汽影响去除方法

3.3 本文提出的一种大气水汽去除方法

4 PSInSAR技术研究及其在滑坡监测中的应用

4.1 基于自然永久散射体的InSAR技术概述

4.2 PSInSAR关键算法研究

4.3 PSInSAR在滑坡监测中的应用

5 CRInSAR技术研究及其在滑坡监测中的应用

5.1 CRInSAR的基本原理及其优势

5.2人工角反射器的设计与安装

5.3 CRInSAR技术在滑坡监测中的应用

6 总结与展望

6.1 工作小结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

附录