第1章 绪论 1
1.1 研究目的与意义 1
1.2 变形监测新技术 2
1.2.1 测量机器人监测技术 2
1.2.2 GNSS形变监测技术 2
1.2.3 激光技术 3
1.2.4 自动化监测技术 3
1.2.5 光纤传感监测技术 4
1.2.6 三维激光扫描技术 4
1.2.7 InSAR监测技术 5
1.2.8 GBSAR监测技术 5
1.3 国内外研究现状 6
1.3.1 InSAR技术研究进展 6
1.3.2 GBSAR技术研究进展 8
1.4 目前存在的主要问题 10
1.5 本书内容及章节安排 10
第2章 地基雷达系统简介 12
2.1 地基雷达系统的分类 12
2.1.1 合成孔径雷达系统 12
2.1.2 真实孔径雷达系统 14
2.1.3 新体制雷达系统 16
2.2 常用GBSAR系统介绍 17
2.2.1 LISA系统(欧盟) 17
2.2.2 IBIS系统(意大利) 18
2.2.3 SSR系统(澳大利亚) 21
2.2.4 S-SAR系统(中国) 22
第3章 GBSAR干涉测量原理 24
3.1 GBSAR成像原理 24
3.1.1 线性调频与脉冲压缩技术 24
3.1.2 合成孔径原理 26
3.1.3 GBSAR成像算法 27
3.1.4 GBSAR影像的主要特性 31
3.2 GBSAR监测原理 32
3.2.1 InSAR基本原理 32
3.2.2 GBSAR几何测量原理 34
3.2.3 GBSAR变形监测原理 37
3.3 GBSAR变形监测方法 38
3.3.1 连续监测方法 38
3.3.2 非连续监测方法 40
第4章 GBSAR干涉测量技术流程 41
4.1 SAR影像配准 41
4.2 干涉图生成与相干性估计 44
4.3 相位解缠 46
4.4 大气相位估计 47
4.5 视线向(LOS)形变解算 49
第5章 GBSAR误差源分析 51
5.1 雷达系统误差 51
5.1.1 多普勒质心差 51
5.1.2 噪声误差 51
5.2 数据采集误差 53
5.2.1 几何关系不一致 53
5.2.2 大气误差 54
5.3 数据处理误差 55
5.3.1 解缠误差 55
5.3.2 形变量解算误差 56
5.4 地基雷达监测精度测试 57
第6章 GBSAR相位解缠方法 61
6.1 一维相位解缠 61
6.2 二维相位解缠 62
6.2.1 基于路径积分的解缠方法 63
6.2.2 基于全局最优的解缠方法 64
6.3 “2+1D”时空三维解缠方法 66
6.3.1 时序1D解缠方法 66
6.3.2 时空三维解缠实验 68
第7章 大气相位去除方法 71
7.1 大气相位影响分析 71
7.2 气象参数改正法 73
7.3 固定点法 75
7.3.1 一阶改正模型 76
7.3.2 二阶改正模型 76
7.4 二次曲面拟合法 77
7.4.1 基本原理 77
7.4.2 实例分析 79
第8章 GBSAR时序分析方法 82
8.1 基于像素偏移量的时序分析 82
8.1.1 重采样后影像的像素偏移估计 83
8.1.2 地表水平向的形变恢复 84
8.2 基于永久散射体的时序分析 84
8.2.1 GBSAR连续影像序列的干涉分析 85
8.2.2 GBSAR PS点的相位差分模型 85
8.2.3 GBSAR PS点的识别方法 87
8.2.4 PS点目标相位序列的干涉分析 91
8.3 基于平均子影像集的时序分析 94
8.3.1 GBSAR子影像集的平均影像图与PS点提取 94
8.3.2 平均影像序列的干涉分析与线性变形速率估计 95
第9章 变形监测数据融合方法 98
9.1 GBSAR与光学影像融合 98
9.1.1 研究区概况 98
9.1.2 融合方法 98
9.1.3 结论 103
9.2 GBSAR与TLS融合方法 103
9.2.1 概况 103
9.2.2 融合方法 105
9.2.3 结论 109
9.3 GBSAR与GNSS融合方法 109
9.3.1 概况 109
9.3.2 融合方法 110
9.3.3 结论 115
第10章 大坝监测应用 116
10.1 实验区概况 116
10.2 实验方案 117
10.3 实验结果分析 119
10.3.1 影像相干分析与PS点提取 119
10.3.2 大气相位拟合与坝面形变分析 121
10.3.3 垂线数据比较与坝体变形分析 122
第11章 滑坡监测应用 125
11.1 Carnian Alps滑坡 125
11.1.1 测区概况 126
11.1.2 滑坡形变监测方法 127
11.1.3 GBSAR监测和数据处理 128
11.1.4 实验结果分析 129
11.2 Vallcebre滑坡 132
11.2.1 测区概况 132
11.2.2 滑坡形变监测方法 133
11.2.3 实验结果分析 134
第12章 桥梁监测应用 138
12.1 香港汀九桥和青马大桥 138
12.1.1 桥梁概况 138
12.1.2 汀九桥形变监测 138
12.1.3 青马大桥形变监测 144
12.1.4 结论 145
12.2 Capriate桥梁监测 146
12.2.1 Capriate桥梁概况 146
12.2.2 桥梁监测方法 146
12.2.3 从雷达传感器获得的结果 149
12.2.4 结论 150
第13章 矿山监测应用 153
13.1 安家岭矿区监测与分析 153
13.1.1 测区概况 153
13.1.2 监测数据 154
13.1.3 形变分析 155
13.1.4 数据处理 157
13.1.5 实验结果分析 159
13.2 平朔露天矿边坡监测 161
13.2.1 测区简介 161
13.2.2 数据获取 161
13.2.3 数据处理 162
13.2.4 数据分析 162
参考文献 166