[發明專利]一種鐵路線路及沿線區域形變信息的提取方法

有效

• 申請號: 202010008407.4
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN110804912B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 郭繼亮;姚京川;熊昌盛;胡在良;劉伯奇;馮海龍;馮楠
• 申請（專利權）人: 北京鐵科工程檢測有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;E01B35/00;E01B35/12;G01B15/06
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種鐵路線路及沿線區域形變信息的提取方法，包括：通過獲取鐵路線路中線位置各里程對應的經緯度坐標P1、觀測區域的多個配備角反射器的形變基準點位置的GNSS連續觀測值G1以及觀測區域內地理坐標系下的地表目標體微波散射點的形變信息S1；根據微波散射點的形變信息S1，以基準點位置的GNSS連續觀測值G1做為約束條件，擬合獲得形變曲面S2；根據擬合的形變曲面S2及鐵路線路中線位置各里程對應的經緯度坐標P1，構建線路區域影響范圍；提取觀測區域面形變中，在線路區域影響范圍內的線路形變S3。本發明通過結合GNSS連續觀測和微波散射體形變觀測的優勢，分離鐵路線路及沿線區域的形變信息，提高鐵路帶狀區域表面形變觀測精度。

技術領域

本發明涉及鐵路線路及沿線區域地表形變探測技術，特別涉及一種鐵路線路及沿線區域形變信息的提取方法。

背景技術

地表形變包括地面垂向變化與水平面內變化，鐵路沿線地面形變是在地質環境因素和鐵路運行因素的共同作用下，所產生的一種地表形態變化。地表沉降是一種地質災害，也是誘發其他災害的重要原因，和水平位移一起共同對鐵路線路產生影響，造成線路形態的改變從而影響鐵路運營安全。地表形變受地質因素和人為因素影響一般發展緩慢且形變不可逆，短時間內易被忽視，形變累積為較大位移時對列車運行安全產生影響。需要應用形變探測方法及時掌握目標體形變情況。形變多發生在人口密集人類活動頻繁的城市或自然條件復雜人工地面觀測成本較高的區域，且不用于傳統區域沉降觀測，鐵路線程帶狀延伸，跨度大、里程長、精度要求高，形變檢測工作需要有力手段。

已有的研究成果表明，GNSS法與衛星合成孔徑雷達干涉法均可應用于鐵路線路及周邊區域形變檢測，應用永久散射體干涉測量技術可以高效地對鐵路線路及沿線區域進行毫米級別形變探測；應用GNSS連續觀測手段可以實現針對單點的毫米級實時形變探測。合成孔徑雷達干涉法借助鐵路結構體表面的微波散射點進行形變監測，通過提取鐵路線路及沿線結構體上的微波散射點的時序形變信息來分析結構體在觀測周期內的形變特征，觀測范圍由鐵路影響范圍和地面散射條件決定。GNSS形變觀測精度與時間分辨率高于合成孔徑雷達法，但方法僅能夠反映單點位置變化特征，如想對區域形變特征開展研究需要大面積布設，成本較高且維護保養困難。衛星合成孔徑雷達法可以同時觀測大范圍內的形變特征，永久散射體分析法可以追溯觀測周期內大范圍的形變特征但觀測方法時間分辨率低于GNSS連續觀測。目前空天測量手段應用于鐵路形變觀測處于發展階段，各種觀測方法均在不斷完善過程中。

因此，為了提高鐵路線路及沿線區域形變觀測精度，單獨使用GNSS技術或合成孔徑雷達技術很難滿足長帶狀鐵路設施高精度高效形變監測的需求，在鐵路線路及沿線區域形變觀測工作中存在的問題亟待解決。

發明內容

為了解決GNSS技術和合成孔徑雷達干涉技術在鐵路線路及沿線區域形變觀測工作中存在的問題，尤其是帶狀區域觀測效率和結果精度優化問題，本發明提供一種鐵路線路及沿線區域形變信息的提取方法。其通過結合GNSS連續觀測和微波散射體形變分析方法的優勢，利用形變基準點角反射裝置GNSS觀測結果對微波散射體形變結果進行修正和擬合，提高形變曲面的精度，并利用鐵路線路與沿線區域的空間位置關系對散射點數據進行歸集，分離線路及周邊區域的形變信息。該方法引入GNSS連續觀測信息，有效提高了合成孔徑雷達區域形變觀測在鐵路線路及沿線形變觀測應用中的精度。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種鐵路線路及沿線區域形變信息的提取方法，包括：

獲取鐵路線路中線位置各里程對應的經緯度坐標P1；

獲取觀測周期內鐵路線路及沿線觀測區域中的多個配置角反射器的形變基準點P2位置的GNSS連續觀測值G1；

應用天基微波遙感影像進行InSAR時序分析解算，獲得所述觀測周期內，觀測區域內的地表目標體微波散射點的形變信息S1，S1中包括形變基準點P2位置的角反射點的微波遙感形變數據S11；