《多角度DInSAR三維形變場測量理論與方法研究》是依託北京理工大學，由田衛明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多角度DInSAR三維形變場測量理論與方法研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：田衛明
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
差分干涉合成孔徑雷達（DInSAR）利用相位差分干涉技術實現了地表微形變的高精度測量。傳統的DInSAR採用單站觀測方式，獲取地表三維形變場能力有限，測量精度難以滿足地質災害監測和滑坡機理研究的迫切需求。多角度DInSAR綜合利用多角度觀測和差分干涉原理，可實現三維形變場的高精度測量。而幾何構型的最佳化設計與三維形變場解算、圖像欠相干條件下的差分干涉方法以及時空變大氣相位擾動誤差影響機理和補償是實現高精度三維形變場測量的核心問題。本項目擬通過建立基於三維形變測量誤差的目標函式，提出基於模擬退火算法的幾何構型最佳化設計方法和加權最小二乘的三維形變場解算方法；提出複雜環境下的永久散射體提取和動態差分干涉等技術實現圖像欠相干條件下的差分干涉相位解纏處理；建立時空變大氣相位擾動誤差模型，提出基於多角度觀測數據的大氣相位擾動誤差估計與補償方法，為滑坡機理研究和滑坡災害監測提供新的觀測手段和觀測數據。
結題摘要
項目研究背景：針對滑坡災害監測和滑坡機理研究對地表三維形變場測量技術的迫切需求，研究基於多角度DInSAR的三維微形變場測量理論和方法，為滑坡機理和預報方法研究提供三維形變場觀測數據。項目主要研究內容：本項目圍繞多角度DInSAR三維微形變場測量理論和方法開展研究工作，研究了多角度DInSAR幾何構型最佳化設計和三維形變場解算方法；突破了圖像欠相干條件下的永久散射體提取關鍵技術；研究了基於多角度觀測數據的大氣相位誤差補償方法。項目主要研究成果：1、提出了三維形變測量觀測構型最佳化設計方法針對雷達觀測構型設計問題，提出了基於GDOP因子的觀測構型最佳化設計方法。該方法採用GDOP因子來評估三維形變測量精度，通過分析最優GDOP對應的多角度觀測條件，實現觀測幾何結構最佳化設計。仿真數據驗證了該方法的正確性。2、提出了圖像欠相干條件下PS點多級選擇方法針對欠相干場景的PS點選擇問題，提出了基於時序相干係數的PS點多級選擇方法。該方法首先採用Fisher判別對像素點進行分類，然後利用時序相干係數進行PS點的初次選擇，最後基於Bootstrap統計進行二次選擇，剔除偽PS點。通過實驗數據表明，該方法在保證PS點相位質量的同時，提高了PS點數量。3、提出了多角度大氣相位聯合補償和三維形變解算方法針對多角度測量中的大氣相位補償問題，提出了一種基於空間劃分的補償方法。首先建立氣相位的路徑積分模型，並對信號傳輸路徑進行立方體劃分，然後對各立方體內的大氣延遲因子附加約束條件，將多基地大氣相位聯合補償轉化為最最佳化求解問題，通過多種大氣相位模型仿真驗證了該方法的有效性。針對多角度三維形變解算問題，提出了一種改進的三維形變解算方法。該方法通過建立三維位移量大小和方向和模函式，並採用最速下降法實現三維形變的最佳化求解。通過採用三部地基MIMO雷達開展露天礦邊坡三維形變測量實驗，驗證了該方法的有效性。
