[發明專利]一種道路邊坡穩定性監測方法及車載平臺裝置

有效

• 申請號: 202010822414.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111736152B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李清泉;張博琛;丁曉利;汪馳升;朱家松;余文坤;胡忠文;涂偉;張德津
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/88;G01S13/86
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉文求

本發明公開了一種道路邊坡穩定性監測方法及車載平臺裝置。所述道路邊坡穩定性監測方法是利用交通運輸平臺例如火車和汽車日常運營時收集沿線邊坡的多時相SAR數據，利用組合導航定位技術提取SAR平臺的運動矢量信息，利用時域后向投影成像算法聚焦雷達回波數據并生成單視復數合成孔徑雷達圖像，通過雷達差分干涉測量技術和多時相數據處理方法實現沿線多數邊坡的高精度穩定性監測。本發明可廣泛應用于高速公路和高速鐵路等交通設施網絡周邊邊坡的常規監測，具有全天候、高效率、和高精度等優點。

技術領域

本發明涉及測繪技術領域，尤其涉及一種道路邊坡穩定性監測方法及車載平臺裝置。

背景技術

在鐵路和公路周邊存在大量的邊坡，在人為或環境的作用下，例如施工、開采、降雨和風侵等因素，不可避免的會出現裂縫、侵蝕、軟化等破壞。上述潛在的破壞可能會影響邊坡的穩定性，并可能誘發滑坡和泥石流等重大災害，威脅著公路和鐵路的安全營運及人員安全，災害事故的發生將對公路和鐵路設施造成嚴重的破壞，遭受巨大經濟損失。因此需要定期對公路、鐵路交通網絡周邊的邊坡開展穩定性監測和隱患識別，保障交通設施的長期營運安全。

目前，針對邊坡穩定性監測的方法和技術眾多，主要包括傳感器技術、傳統測繪技術和現代高新測繪技術。傳感器技術是通過在邊坡預埋或后期布設固定的儀器，將所采集的數據傳輸到數據中心，通過綜合一種或多種傳感器數據來監測邊坡的穩定性，常用的儀器主要包括測斜儀、位移計、加速度計、應力計、光纖和視頻等。傳統測繪技術是利用傳統測繪儀器通過測量邊坡的位置信息來反映邊坡的形變或穩定信息，主要是通過人工的方式進行監測，常用的儀器包括經緯儀、水準儀和全站儀。現代高新測繪技術也是通過測量邊坡的位置信息的方式實現，與傳統測繪技術的最大不同是其利用了高新測繪儀器或衛星大地測量方式，如三維激光掃描技術、衛星導航定位系統和星載合成孔徑雷達干涉測量技術，從而減少了人力成本。

現有針對公路和鐵路邊坡穩定性監測方法和技術還不能滿足大范圍、多數量、高精度和低成本等特點，亟需提出一種能夠滿足公路和鐵路沿線邊坡穩定性日常監測的新方法和技術。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種道路邊坡穩定性監測方法及車載平臺裝置，旨在解決現有技術不能滿足大范圍、高精度和低成本的道路邊坡穩定性的日常監測。

一種道路邊坡穩定性監測方法，其中，包括：

通過車載合成孔徑雷達獲取雷達回波信號、通過氣象參數采集器獲取大氣環境參數、通過慣導系統結合全球衛星導航系統獲取車載合成孔徑雷達的運動矢量信息；

根據運動矢量信息和雷達回波信號采用后向投影法生成單視復數合成孔徑雷達圖像；

根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用雷達差分干涉測量技術，得到距離向形變；

根據所述單視復數合成孔徑雷達圖像并利用多孔徑雷達干涉測量技術，得到方位向形變；

根據所述大氣環境參數，通過大氣擾動模型獲取大氣擾動殘差；

根據所述距離向形變、所述方位向形變和所述大氣擾動殘差計算穩定性信息，根據所述穩定性信息對道路邊坡穩定性監測；

所述穩定性信息包括形變速率V和累積形變，通過如下公式計算得到：

其中，為矩陣B的逆矩陣，B為合成孔徑雷達影像對的設計矩陣，為距離向形變和方位向形變組成的干涉對集合，W為包括大氣擾動殘差在內的觀測殘差，i為合成孔徑雷達影像的觀測序列編號，為時刻的累積形變，為i與i+1之間的時刻差。