[發明專利]一種基于SAR數據與GNSS數據的基礎設施沉降監測方法及系統

有效

• 申請號: 201910358418.2
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110044327B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 王翔
• 申請（專利權）人: 上海穎川佳固信息工程股份有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S13/90;G01S19/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種基于SAR數據與GNSS數據的基礎設施沉降監測方法及系統，包括：基于SAR數據計算獲得斜距方向的第一形變速率為其中，基于GNSS數據計算獲得第二形變速率基于第一形變速率和第二形變速率，計算獲得第三形變速率本發明采用InSAR技術與北斗GNSS技術相結合，可以獲得整個覆蓋范圍內與成像時期相應的沉降位移數據，其監測精度可以達到毫米級，可以滿足對蠕動災體監測的精度要求。

技術領域

本申請涉及地表形變監測領域，特別涉及一種基于SAR數據與GNSS數據的基礎設施沉降監測方法及系統。

背景技術

基礎設施沉降是城市管理工作的重要內容之一，它是土層內部壓縮在地表的反映，雖然致災緩慢，但一經形成，便極難恢復。自1921年上海地區首次發現地面沉降現象以來，隨著城市化進程的加速，地面沉降造成的經濟損失等危害逐漸凸顯，并伴有城市經濟越發達，地面沉降危害越嚴重的現象。

InSAR作為一種空間大地測量方法，由于受到大氣層延遲、衛星軌道誤差、地表狀況和時變去相關等因素的影響，很容易導致InSAR圖像的錯誤解釋，InSAR數據本身無法消除或消弱這些影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種更為精確的基礎設施沉降監測方法及系統。

本發明提供了一種基于SAR數據與GNSS數據的基礎設施沉降監測方法，其特征在于，包括如下步驟：基于SAR數據計算獲得斜距方向的第一形變速率其中，依次為形變點i的第一形變速率在F，R，S方向的分量，u_F，u_R，u_S依次為已知的斜距方向單位矢量在F，R，S方向的分量；基于GNSS數據計算獲得第二形變速率其中，依次為形變點i的第二形變速率在F，R，S方向的分量；基于所述第一形變速率和第二形變速率，計算獲得第三形變速率

優選地，所述基于SAR數據計算獲得斜距方向的第一形變速率具體為：

確定SAR主影像數據；

確定永久散射體PS點；

基于所述主影像和PS點構建模型，迭代求得第一形變速率。

優選地，所述基于所述第一形變速率和第二形變速率計算獲得第三形變速率時，采用最小二乘法進行計算。

優選地，所述SAR數據由意大利的COSMO-SkyMed衛星系統提供。

本發明還提供了一種基于SAR數據與GNSS數據的基礎設施沉降監測系統，包括：若干北斗GNSS監測站、若干InSAR監測站和服務器，其中，所述北斗GNSS監測站和InSAR監測站分別與所述服務器電連接；所述北斗GNSS監測站獲取GNSS數據，并發送給所述服務器；所述InSAR監測站獲取SAR數據，并發送給所述服務器；所述服務器基于所述SAR數據和GNSS數據計算基礎設施的形變速率。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：

1、本發明實施例采用InSAR技術與北斗GNSS技術相結合，利用覆蓋研究區域的不同時期的歷史存檔SAR影像進行干涉處理，可以獲得整個覆蓋范圍內與成像時期相應的沉降位移數據，其監測精度可以達到毫米級，可以滿足對蠕動災體監測的精度要求。

2、本發明實施例能夠有效地解決高分辨率InSAR完整覆蓋監測城市塊狀區域內的基礎設施沉降，以及基礎設施沉降與區域地表沉降的識別和分離問題，該方法可以有效提高我國城市基礎設施沉降的微觀監測水平。