[發(fā)明專利]一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011243512.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112505696A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李如仁;王洪明;霍音嬌;丁華
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01B7/16
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

1.一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1.基于多角度幾何衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合法解算監(jiān)測區(qū)域地表三維的運動速率：

采集露天礦邊坡監(jiān)測區(qū)域的多角度的幾何衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型，以角度分組后進行時序InSAR處理，獲得監(jiān)測區(qū)域的LOS方向形變量，利用LOS向(雷達視線方向)形變量，采用幾何分解法解算監(jiān)測區(qū)域地表三維運動速率；

步驟S2.采用多孔徑干涉(MAI)獲取監(jiān)測區(qū)域地表水平方向運動速率：

將步驟S1中分組后的SAR數(shù)據(jù)進行多孔徑干涉處理，獲得SAR衛(wèi)星運動方向上的運動速率，即監(jiān)測區(qū)域地表水平方向運動速率；

驟S3.計算邊坡方向運動速率，監(jiān)測露天礦邊坡形變：

對步驟S1中解算的地表三維運動速率中的垂直方向運動速率和步驟S2中獲得的地表水平方向運動速率進行矢量合成，計算邊坡方向運動速率，聯(lián)合邊坡方向運動速率和地表三維運動速率對露天礦邊坡形變進行動態(tài)監(jiān)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S1中的多角度的幾何衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)為軌道編號不同和升降軌方式不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，且至少采集監(jiān)測區(qū)域的三個不同角度的衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S1具體包括：

S11.時序InSAR處理：對SAR數(shù)據(jù)進行圖像配準(zhǔn)干涉處理、干涉圖解纏，相位轉(zhuǎn)形變，求得LOS方向形變量；

S12.利用LOS向形變量，基于如下形變分解方程以獲取地表三維形變量及運動速率：

D_los＝D_ucosθ-D_nsinθcos(α-3π/2)-D_esinθsin(α-3π/2)

式中D_los為地表監(jiān)測區(qū)域的LOS方向形變量，θ為監(jiān)測區(qū)域的雷達入射角，α為衛(wèi)星的飛行方位角，D_u、D_e和D_n分別表示監(jiān)測區(qū)域的垂直、東西和南北方向的三維形變分量；結(jié)合SAR數(shù)據(jù)采集時間間隔，即可獲得監(jiān)測區(qū)域地表垂直、東西和南北方向的運動速率V_u、V_e、V_n。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

S21.對步驟S1中分組后的SAR數(shù)據(jù)進行干涉處理得到前視干涉圖和后視干涉圖，對前、后視干涉圖進行差分處理、去除地平、地形相位，即可解算出SAR衛(wèi)星運動方向上的形變量，即地表水平方向形變量；

S22.將地表水平方向的形變量分解為東西和南北兩個方向上的水平形變分量；基于如下公式獲得監(jiān)測區(qū)域地表水平方向運動速率：

D_azi＝-De_a·cos(α-3π/2)+Dn_a·sin(α-3π/2)

其中D_azi為多孔徑干涉處理獲得的監(jiān)測區(qū)域的地表水平方向的形變量，α為衛(wèi)星的飛行方位角，De_a和Dn_a分別表示監(jiān)測區(qū)域的的東西向和南北向的水平形變分量；結(jié)合SAR數(shù)據(jù)采集時間間隔，即可獲得監(jiān)測區(qū)域地表的水平方向的運動速率V_s。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟S3中矢量合成邊坡方向運動速率的公式為：

式中V_u為步驟S12中解算的監(jiān)測區(qū)域地表垂直方向運動速率，V_s為步驟S22獲得的監(jiān)測區(qū)域地表水平方向運動速率，V_slope為監(jiān)測區(qū)域邊坡方向的運動速率。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，將步驟S12中分解出的東西和南北方向形變分量D_e和D_n與步驟S22中獲得的東西和南北方向形變分量De_a和Dn_a相互校驗，如果互差范圍在±5mm之內(nèi)即可進行下一步，否則需要更換SAR數(shù)據(jù)。