本文關(guān)鍵詞： 永久散射體雷達差分干涉技術(shù) 高分辨率 CORS數(shù)據(jù) 大氣延遲改正 形變監(jiān)測　出處：《西南交通大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：地面沉降是一種緩慢累積的不可逆區(qū)域性地質(zhì)災害,如若長期作用,會對城市建筑物、防洪排汛系統(tǒng)、地下線性管道以及地鐵、鐵路等線性城市基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞,直接威脅人民生活及工業(yè)生產(chǎn)安全。因此,對城市地面沉降實施及時有效的監(jiān)測,研究沉降機理,掌握城市地面沉降的分布特征及時空變化規(guī)律并進行有效控防,迫切而又具有實際意義。近年來從差分合成孔徑雷達干涉技術(shù)(DifferentiaI Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)發(fā)展起來的永久散射體雷達差分干涉技術(shù)(Persistent Scatters InSAR,PSI)繼承了 DInSAR大范圍、高空間分辨率的形變監(jiān)測優(yōu)點,克服了 DInSAR中的時間失相關(guān)問題;同時能部分分離出大氣相位,降低大氣延遲對PSI形變監(jiān)測的影響,提高形變解算的精度,還可以反演地表形變的時空演化規(guī)律。隨著TerraSAR-X、COSMOSky-Med等高分辨率SAR衛(wèi)星的投入使用,基于高分辨率SAR影像的PSI技術(shù)(以下簡稱高分辨率PSI)得到長足發(fā)展,并已成為緩慢地表形變監(jiān)測的重要技術(shù)手段之一。盡管高分辨率PSI在形變監(jiān)測方面具有諸多優(yōu)勢,但目前高分辨率PSI大氣延遲改正的策略是依據(jù)大氣延遲的時空相關(guān)性,采用時間域低通濾波的方法對大氣延遲進行一定程度的抑制,這并不能精確估計并徹底消除大氣延遲,因此大氣延遲仍是高分辨率PSI的一個重要誤差源。為提高高分辨率PSI大氣延遲改正精度,本論文以成都地區(qū)為研究區(qū)域,提出聯(lián)合CORS數(shù)據(jù)改正高分辨率PSI大氣延遲的方法,以提高高分辨率PSI形變監(jiān)測的精度和可靠性。本論文具體工作如下:(1)針對濾波技術(shù)對于高分辨率PSI大氣延遲改正精度的有限性,本論文結(jié)合CORS數(shù)據(jù)優(yōu)勢,分析了利用CORS數(shù)據(jù)改正高分辨率PSI大氣延遲的可能性以及導致GPS系統(tǒng)和SAR系統(tǒng)大氣延遲存在差異的原因,提出了聯(lián)合CORS數(shù)據(jù)改正高分辨率PSI大氣延遲的方法;(2)在融合GPS改正常規(guī)InSAR大氣延遲所存在問題的基礎(chǔ)上,基于導致GPS系統(tǒng)和SAR系統(tǒng)大氣延遲存在差異的因素,建立CORS數(shù)據(jù)和高分辨率PSI大氣延遲偏差模型。在此基礎(chǔ)上,利用高精度的CORS數(shù)據(jù)大氣延遲參數(shù),解算基于CORS數(shù)據(jù)改正的高分辨率PSI大氣延遲改正值;(3)基于PSI形變解算的模型,在已有PSI鄰域差分相位模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建新的高分辨率PSI鄰域差分相位模型,并將基于CORS數(shù)據(jù)改正的高分辨率PSI大氣延遲改正值作為已知量帶入此模型,求解各PS點時序形變。其中,線性形變速率依然采用最小二乘法求解,而非線性形變相位則通過對殘余相位的空間域低通濾波求得;(4)以覆蓋成都地區(qū)2010年～2015年間的13景TerraSAR-X影像和四川CORS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,基于高分辨率PSI技術(shù)監(jiān)測成都地區(qū)時序形變,形變解算結(jié)果包括采用濾波方法改正高分辨率PSI大氣延遲條件下獲得的時序形變,以及基于大氣延遲偏差模型和新的高分辨率PSI鄰域差分相位模型求解的時序形變。對兩種方法的形變解算結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明,相比較于濾波方法,采用本文所提出的方法改正大氣延遲后獲得的形變監(jiān)測結(jié)果與實際報道以及實際工程建設(shè)情況具有更高的一致性,更具合理性與可靠性。通過理論分析及實驗研究表明,本文所提出的方法能有效改正高分辨率PSI大氣延遲,且比常規(guī)的濾波方法更具優(yōu)勢。此外,論文還對成都地區(qū)沉降的分布特征和時序發(fā)展規(guī)律做了分析,初步推測地表地下工程建設(shè)、高層建筑物對地基施加的動態(tài)載荷以及因城市建設(shè)過程中的生產(chǎn)生活需要而對地下水大量開采造成的地下水環(huán)境改變可能是導致成都地區(qū)發(fā)生地面沉降的主要原因。
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【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P228.4

【參考文獻】

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本文編號：1512414