發(fā)布時(shí)間：2021-01-02 18:26

　　煤炭在我國(guó)的開(kāi)采歷史長(zhǎng)達(dá)上千年,其在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中有著極其重要的地位。大規(guī)模的煤炭開(kāi)采促進(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但由其引起的一系列生態(tài)環(huán)境和地表沉降問(wèn)題已日益嚴(yán)重。隨著工作面的不斷推進(jìn),礦區(qū)地表將形成地裂縫、沉陷漏斗、塌陷坑和滑坡等現(xiàn)象,導(dǎo)致礦區(qū)道路、管線及工民建受損。除此之外,由開(kāi)采沉陷引起的次生災(zāi)害,給礦區(qū)居民的生命財(cái)產(chǎn)及工礦廠房帶來(lái)了極大的危害,也使得礦區(qū)周邊地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),相關(guān)問(wèn)題日漸突出。因此,對(duì)于礦區(qū)地面沉降的監(jiān)測(cè)與分析就顯得尤為重要。InSAR（Interferometry Synthetic Aperture Radar）技術(shù)因其全天時(shí)、全天候、大范圍、精度高、非接觸、成本低、連續(xù)監(jiān)測(cè)、易于重復(fù)觀測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn),使其在對(duì)地觀測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。不同于傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量及GNSS測(cè)量,InSAR監(jiān)測(cè)的結(jié)果具有空間連續(xù)性,克服了水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作量大、GNSS點(diǎn)位稀疏、監(jiān)測(cè)范圍小、地面調(diào)查難以到達(dá)等困難。然而,InSAR技術(shù)易受時(shí)空失相干、軌道誤差、外部DEM數(shù)據(jù)誤差、大氣延遲等因素的影響,且煤礦開(kāi)采沉陷一般具有發(fā)展速度快、沉降量級(jí)大等特點(diǎn),使得利用InSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)礦區(qū)地面沉降還存... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

械ス?fàn)F?煜吣Ｊ街饕?τ糜諢?豐AR的干涉實(shí)驗(yàn)；重復(fù)軌道單天線模式主要用于星載SAR系統(tǒng)，用于獲取地表高程信息或形變信息；雙天線單軌縱向模式主要用于監(jiān)測(cè)冰川移動(dòng)、船只航行速度、測(cè)定洋流速度場(chǎng)等。如無(wú)特殊說(shuō)明，本文所討論的數(shù)據(jù)模式均為重復(fù)軌道單天線模式。2.1InSAR基本原理InSAR技術(shù)是通過(guò)雷達(dá)回波信號(hào)所攜帶的相位信息進(jìn)行地面高程的信息提齲由一副天線在不同時(shí)間內(nèi)獲取相同地區(qū)的復(fù)數(shù)影像對(duì)，因兩次獲取影像時(shí)天線所在位置不同以及地面觀測(cè)目標(biāo)之間的幾何關(guān)系，在復(fù)數(shù)影像中的相位存在差異，因此形成干涉圖。圖2.1InSAR高程測(cè)量原理圖如圖2.1所示，O為地球質(zhì)心，X軸為方位向，Y軸為距離向，Z軸表示的是由星下點(diǎn)指向天線的徑向。S1、S2分別為兩次獲取SAR影像的天線相位中心，R1、R2是地面目標(biāo)點(diǎn)到天線相位中心的斜距，H是天線相位中心S1的高度，地面目標(biāo)P點(diǎn)的高程為h，θ為天線相位中心處于S1時(shí)觀測(cè)地面目標(biāo)點(diǎn)P的側(cè)視角，B為空間基線即兩天線相位中心之間的直線距離，延視線方向的基線分量為平行基線B//，垂直于平行基線的即為垂直基線B⊥，α為基線傾角，P1、P2分別為過(guò)天線相位中心S1、S2的兩條軌道。設(shè)雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng)為λ。根據(jù)圖2.1的幾何關(guān)系可以得出地面目標(biāo)點(diǎn)P的高程可以表示為：

2InSAR基本原理及誤差分析13理圖。圖2.2兩軌法D-InSAR基本原理圖如圖2.2所示，衛(wèi)星分別在S1、S2處成像，若衛(wèi)星在S2處成像時(shí)，地面目標(biāo)點(diǎn)P發(fā)生形變，從P移動(dòng)至P′,對(duì)應(yīng)的視線向形變位移為δP，根據(jù)幾何關(guān)系P′所對(duì)應(yīng)的斜距為R2+δP，則干涉相位為：1212444[()]()intRRPRRP=+=+（2.9）上式中的4P為地面目標(biāo)點(diǎn)的形變相位用def表示，則可導(dǎo)出：4defP=（2.10）由上式可知，當(dāng)形變相位def中存在一個(gè)相位周期2時(shí)，相應(yīng)的地表形變量為：22P=（2.11）由此可知，當(dāng)應(yīng)用于形變監(jiān)測(cè)時(shí)，D-InSAR技術(shù)對(duì)于形變的探測(cè)敏感值為天線所發(fā)射波長(zhǎng)的一半。2.2.2D-InSAR技術(shù)分類(lèi)根據(jù)D-InSAR技術(shù)在干涉時(shí)所需影像的數(shù)量及去除地形相位的方式，可將D-InSAR技術(shù)分為三類(lèi)，即兩軌法、三軌法和四軌法。（1）兩軌法兩軌法需要兩景覆蓋研究區(qū)的SAR影像，一景形變前和一景形變后，再加上覆蓋研究區(qū)的外部DEM。首先將兩景影像進(jìn)行干涉處理得到干涉圖，此時(shí)得到的干涉圖中的相位中包含地形相位以及形變相位，再利用外部DEM模擬地形相位，并從干涉圖中

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[4]基于D-InSAR技術(shù)的煤礦沉陷監(jiān)測(cè)[D]. 楊成生.長(zhǎng)安大學(xué) 2008
[5]我國(guó)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)研究[D]. 徐倩.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2008
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