StaMPS-MTI技术在地面沉降监测中的应用

为了提高监测技术的空间采样率,基于永久散射体法(permanent scatters,PS)和短基线集法(small baseline subsets,SBAS)技术,同时考虑PS点、慢失相关滤波相位(slowly-decorrelationg filtered phase,SDFP)点的相位和幅度稳定性,对满足给定阈值的点相位进行加权平均,优化选取斯坦福永久散射体-多时相InSAR(stanford method for persistent scatterers-multi-temporal InSAR,StaMPS-MTI)技术的高相干点集.并使用SBAS技术的形变模型提取研究区的沉降量和沉降速率.在此基础上,分别利用PS、SBAS及StaMPS-MTI技术对北京市局部地区2007~2010年的29景ENVISAT ASAR数据进行处理,提取研究区2007~2010年的时序沉降情况及年平均沉降速率,对沉降结果进行了详细的对比和系统分析.理论研究和真实SAR数据实验结果均表明,StaMPS-MTI技术获取了404 276个高相干点,空间采样率相较于PS技术提高了62.3%,相较于SBAS技术增加了129.4%,保证了监测结果的精度和可靠性.     

测深侧扫声呐中干涉图的降噪

介绍了测深侧扫声呐(BSSS)干涉图中噪声的产生原因,对BSSS信号处理中干涉图噪声抑制给出了4种方法:均值滤波、中值滤波、回转均值滤波、回转中值滤波等.在抑制噪声能力、保持干涉图边缘能力以及计算量方面,用实际数据对各种方法进行了分析比较,得出结论如下:均值滤波抑制噪声能力强,中值滤波保持边缘能力强,但这两种滤波方法在复图像域中进行,计算量大;回转均值滤波、回转中值滤波直接对实测相位主值进行滤波,能够解决相位主值2π的模糊问题,计算量小.     

一种改进的InSAR干涉相位图估计方法

以联合子空间投影的干涉相位估计算法为基础,结合其应用稳健性问题,提出一种改进的In-SAR干涉相位图估计方法.该方法对联合自相关矩阵进行了加权处理.从幅度上抑制了干扰元素,提高了干涉相位图的精确性.仿真自然场景数据处理结果证明了改进算法的有效性和稳健性.     

短时空基线PS-DInSAR提取地表形变时间序列

为减小合成孔径雷达差分干涉技术中时空失相关对区域地表形变探测的影响,采用同时限制时间和空间基线的方式自由组合干涉对,基于永久散射体构建差分网络模型以提取区域形变,并利用奇异值分解方法恢复其时间序列．为验证算法的有效性,以美国Phoenix市为试验区域,采用39幅ERS-1／2卫星C波段SAR图像（时间跨度为1992～2000年）进行地表沉降探测．结果表明,该算法能有效提取区域地表沉降的时间序列．     

一种散斑干涉条纹的细化处理

干涉条纹的细化可以减少数据存贮量、提高处理速度,同时最重要的是提高干涉条纹的判读精度.但由于散斑干涉条纹的信噪比较低,常用的图像分割算法对干涉条纹的二值化都会存在一部分失真,针对散斑干涉条纹的灰度级成规律分布的特点,提出一种不对其采用阈值分割即把干涉条纹二值化的算法,实验结果表明此算法能较好地对一幅散斑干涉条纹图像进行细化.     

基于时序InSAR技术的京津高铁区域沉降稳定性评估

高速铁路对轨道的平顺性及线下构筑物的稳定性有严格的要求,而铁路地理跨度大,采用定期的常规地面人工测量方法无法及时有效得到高速铁路沿线的形变,给线路的稳定性评价和列车的安全运营造成了潜在的隐患．本文以京津高速铁路永乐站至天津站区段为研究区域,利用时序差分雷达干涉测量技术,选用C波段雷达数据对沿线区域进行了形变监测,获得了该区域在2007-02-2010-07时间范围内的纵断面方向平均沉降速率曲线及沿线平均沉降变化率曲线;对比分析了沿线区域沉降变形规律,提出区域内差异性沉降是对线路稳定性影响较大的因素;并根据影响程度对线路进行了分级评估．该结论对于京津高铁的运营及维护具有重要参考意义和实用价值．     

基于GCP的基线估计提取高精度DEM研究

合成孔径雷达干涉测量（In＆垛）技术因其独特优势,正逐渐成为高精度数字高程模型（DEM）获取的有力工具,而基线参数估计是利用该技术提取高精度DEM的重要影响因素．本文在现有的基线精确估算方法的基础上,利用典型的基于地面控制点（GCP）法编制了基线估算代码,采用C波段ENVISATASAR雷达数据,对比分析了各算法基线改正的结果,利用校正后的基线参数提取了都江堰地区的DEM,并结合该地区的1：10000地形图对生成的DEM进行了精度评定．研究结果表明,采用基线校正后的数据进行干涉测量生成的DEM在一定条件下能达到国家1：50000数字高程模型三级产品的精度要求．     

一种改进的最小不连续相位解缠算法

提出了一种改进的最小不连续相位解缠算法．根据相位质量图将缠绕相位分为高、低质量区域,高质量区域采用质量引导算法进行相位求解,有效保持了高质量区域的相位解缠精度,低质量区域进行最小不连续优化．对真实InSAR干涉图的处理结果表明,文中方法在提高相位解缠精度的同时极大优化了相位解缠速度．     

基于组合隶属度的快速模糊聚类算法

为了改善模糊C-均值聚类算法(FCM)对噪声图像的分割效果,Stelios等提出了鲁棒性的模糊局部C-均值聚类算法(FLICM),通过引入模糊因子,充分利用邻域像素的灰度信息和空间信息,提高了算法对噪声的鲁棒性,但因每次迭代必须计算邻域像素到聚类中心的距离,导致耗时高、效率低.针对该问题,提出了基于组合隶属度的快速模糊聚类算法,通过构造组合隶属度函数,对迭代中的隶属度矩阵直接进行滤波处理,避免了计算邻域信息耗时较高的缺点,组合隶属度函数不仅考虑了隶属度的局部信息,而且考虑了隶属度的空间信息,在确保算法对图像分割精度的前提下,降低了算法的时间复杂度.实验表明,基于组合隶属度的快速模糊聚类算法可在较短时间内完成高精度的图像分割.     

GPS在高边坡监测中的基线精化处理技术研究

应用GPS定位技术对济莱高速公路生态高边坡进行变形监测,针对地形和地势条件的特点,提出减弱误差的方法和提高精度的措施,分析利用小波变换理论进行误差剔除的原理,将其应用到GPS数据处理中,并对基线处理精度进行分析.     

时序差分雷达干涉中永久散射体的自动探测

为了有效探测时序差分雷达干涉中的永久散射体,考虑永久散射体对雷达波的强反射特性和散射的稳定性,提出了探测永久散射体的振幅信息双阈值法.该方法根据振幅阈值选取具有强反射特性的点作为永久散射体候选点,然后根据振幅离差阈值,选取散射特性稳定的候选点作为永久散射体.利用上海地区的26幅ERS-1/2 C波段SAR(合成孔径雷达)图像进行了实验,证明该方法是有效和可靠的.     

仿树冠雷达反射特征散射器在交通目标伪装中的应用

针对雷达侦察特点,特别是高清晰的SAR雷达图像和GMTI技术的最新进展,研究设计了仿树冠雷达反射特征散射器。介绍了仿树冠雷达反射特征散射器的结构,在道路、机场跑道、牵引道等交通目标伪装中的应用效果。试验证明,散射器应用效果良好,对于交通目标更好应对雷达侦察具有重要意义。     

影响重轨INSAR地表微量形变监测精度的误差分析

针对国内外越来越热的利用重复轨道合成孔径雷达干涉测量（INSAR）技术来监测形变量较小或形变范围较小的地表形变的应用需求,本文针对影响重轨INSAR地表微量形变监测精度的多个误差因素进行了分析,并对在利用INSAR监测地表微量形变应用中,如何削弱这些误差因素的影响给出了相应的方法。     

Subsidence Velocity Estimation Using PS-Based Time Series DInSAR

Introduction As a new space-geodetic technology, satellitedifferential synthetic aperture radar interferometry(DInSAR) has proven highly powerful for regionaldeformation mapping with some prominent advantageslike high sensitivity to displacement, high spa…     

基于GPS的公路滑坡监测网数据处理

研究并推导了以地平坐标系为参考坐标系的GPS公路滑坡监测网数据处理模型,提出了应用聚类分析方法对拟稳点(或固定基准点)的相对稳定性进行检验的数学模型,采用拟稳平差法进行平差计算。在VC 环境下,开发了GPS公路滑坡监测网的数据处理软件系统,以此对某公路滑坡GPS变形监测网的3期观测数据进行平差计算。平差计算结果表明:GPS公路滑坡监测网的平面坐标中误差可以达到1 mm,垂直坐标可以达到2 mm,因此,提出的数学模型适合于GPS公路滑坡变形监测网的数据处理。     

垂直扫描白光干涉测量数据处理算法分析

研究了垂直扫描白光干涉测量数据的改进质心处理算法以准确得到被测表面的微观形貌信息。根据垂直扫描白光干涉测量原理分析了质心算法改进前后的对干涉谱的处理能力。实验测量对象是Ra为0.074μm的多刻线标准样板,采用高斯滤波算法分离粗糙度信号,对其二、三维参数进行了评定和分析,得Ra为0.0748μm。结果证明,改进质心算法原理正确,计算精度满足测量要求,可有效排除直流信号等因素对质心算法的影响。     

基于水域精细划分的VTS雷达站选址配置优化

为了提高水上安全监管效率和保障水上运输安全生产, 以船舶交通管理系统(VTS)雷达站为研究对象, 研究了基于水域精细划分的VTS雷达站选址优化问题; 考虑实际环境中遮挡因素和水域风险因素对雷达监测效果的影响, 基于软件ArcGIS 10.4.1提出了水域精细划分方法; 以雷达站建站位置和雷达配置类型为决策变量, 以水域覆盖率最大和总成本最小为目标函数, 构建了混合整数规划模型; 基于模型特点设计了多目标粒子群算法, 给出了生成初始粒子群的启发式规则, 并在算法中引入有效的变异操作; 为了验证方法的有效性, 以ZDT系列测试函数对算法搜寻最优解的性能以及算法的收敛性进行了研究。研究结果表明: 水域精细划分方法能够在考虑遮挡因素和风险因素的情况下实现对水域的空间划分, 实例中在存在62个雷达站候选点的情况下将雷达站所需监测水域划分为2 812个水域单元; 改进的粒子群算法在ZDT测试函数中能够有效地寻找全局最优解, 并且在最优解的分布上具有良好的收敛性和分布性; 针对实例中的VTS雷达站选址项目模型达到了95.92%的覆盖率, 成本为33 800元。可见, 考虑环境遮挡和水域风险因素的VTS雷达站选址模型是有效的, 改进的多目标粒子群算法可以提高VTS雷达站选址的科学性和合理性, 是解决VTS雷达站选址优化问题的一种有效方法。      

地质雷达在梅河高速公路路基质量检测中的应用

地质雷达具有快速、连续、无损检测等优点,是近年来发展较为迅速、效果较为显著的检测方法之一。结合地质雷达在梅河高速公路路基质量检测的工程实例,通过分析几种典型的路基质量缺陷波形图像,从雷达检测路基的应用效果来看．使用该方法能够快速、准确地检测到路基下陷、路基不密实以及路基空洞等质量缺陷。随着地质雷达检测技术的不断完善和发展。地质雷达检测将成为路基质量评定中重要的环节之一。     

Radar Emitter Signal Recognition Based on Complexity Features

Intra-pulse characteristics of different radar emitter signals reflect on signal waveform by way of changing frequency, phase and amplitude. A novel approach was proposed to extract complexity features of radar emitter signals in a wide range of signal-to-noise ratio ( SNR), and radial basis probability neural network (RBPNN) was used to recognize different radar emitter signals. Complexity features, including Lempel-Ziv complexity (LZC) and correlation dimension (CD), can measure the complexity and irregularity of signals, which mirrors the intra-pulse modulation laws of radar emitter signals. In an experiment, LZC and CD features of 10 typical radar emitter signals were extracted and RBPNN was applied to identify the 10 radar emitter signals. Simulation results show that the proposed approach is effective and has good application values because average accurate recognition rate is high when SNR varies in a wide range.     

路侧交通流量雷达系统分析与设计

根据实际提出了车流量检测雷达系统的性能技术参数要求,确定了系统实际的工作频段和工作体制,并进行了方案论证。提出了一套基于ARM和DSP双处理器的路侧雷达交通流量监控系统,给出了系统软、硬件结构设计方案,为交通流量雷达系统设计提供完整的理论指导和参考。