[发明专利]一种基于SAR数据与GNSS数据的基础设施沉降监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于SAR数据与GNSS数据的基础设施沉降监测方法及系统，包括：基于SAR数据计算获得斜距方向的第一形变速率为其中，基于GNSS数据计算获得第二形变速率基于第一形变速率和第二形变速率，计算获得第三形变速率本发明采用InSAR技术与北斗GNSS技术相结合，可以获得整个覆盖范围内与成像时期相应的沉降位移数据，其监测精度可以达到毫米级，可以满足对蠕动灾体监测的精度要求。

技术领域

本申请涉及地表形变监测领域，特别涉及一种基于SAR数据与GNSS数据的基础设施沉降监测方法及系统。

背景技术

基础设施沉降是城市管理工作的重要内容之一，它是土层内部压缩在地表的反映，虽然致灾缓慢，但一经形成，便极难恢复。自1921年上海地区首次发现地面沉降现象以来，随着城市化进程的加速，地面沉降造成的经济损失等危害逐渐凸显，并伴有城市经济越发达，地面沉降危害越严重的现象。

InSAR作为一种空间大地测量方法，由于受到大气层延迟、卫星轨道误差、地表状况和时变去相关等因素的影响，很容易导致InSAR图像的错误解释，InSAR数据本身无法消除或消弱这些影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种更为精确的基础设施沉降监测方法及系统。

本发明提供了一种基于SAR数据与GNSS数据的基础设施沉降监测方法，其特征在于，包括如下步骤：基于SAR数据计算获得斜距方向的第一形变速率其中，依次为形变点i的第一形变速率在F，R，S方向的分量，u_F，u_R，u_S依次为已知的斜距方向单位矢量在F，R，S方向的分量；基于GNSS数据计算获得第二形变速率其中，依次为形变点i的第二形变速率在F，R，S方向的分量；基于所述第一形变速率和第二形变速率，计算获得第三形变速率

优选地，所述基于SAR数据计算获得斜距方向的第一形变速率具体为：

确定SAR主影像数据；

确定永久散射体PS点；

基于所述主影像和PS点构建模型，迭代求得第一形变速率。

优选地，所述基于所述第一形变速率和第二形变速率计算获得第三形变速率时，采用最小二乘法进行计算。

优选地，所述SAR数据由意大利的COSMO-SkyMed卫星系统提供。

本发明还提供了一种基于SAR数据与GNSS数据的基础设施沉降监测系统，包括：若干北斗GNSS监测站、若干InSAR监测站和服务器，其中，所述北斗GNSS监测站和InSAR监测站分别与所述服务器电连接；所述北斗GNSS监测站获取GNSS数据，并发送给所述服务器；所述InSAR监测站获取SAR数据，并发送给所述服务器；所述服务器基于所述SAR数据和GNSS数据计算基础设施的形变速率。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1、本发明实施例采用InSAR技术与北斗GNSS技术相结合，利用覆盖研究区域的不同时期的历史存档SAR影像进行干涉处理，可以获得整个覆盖范围内与成像时期相应的沉降位移数据，其监测精度可以达到毫米级，可以满足对蠕动灾体监测的精度要求。

2、本发明实施例能够有效地解决高分辨率InSAR完整覆盖监测城市块状区域内的基础设施沉降，以及基础设施沉降与区域地表沉降的识别和分离问题，该方法可以有效提高我国城市基础设施沉降的微观监测水平。