[发明专利]一种道路边坡稳定性监测方法及车载平台装置

说明书

本发明公开了一种道路边坡稳定性监测方法及车载平台装置。所述道路边坡稳定性监测方法是利用交通运输平台例如火车和汽车日常运营时收集沿线边坡的多时相SAR数据，利用组合导航定位技术提取SAR平台的运动矢量信息，利用时域后向投影成像算法聚焦雷达回波数据并生成单视复数合成孔径雷达图像，通过雷达差分干涉测量技术和多时相数据处理方法实现沿线多数边坡的高精度稳定性监测。本发明可广泛应用于高速公路和高速铁路等交通设施网络周边边坡的常规监测，具有全天候、高效率、和高精度等优点。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种道路边坡稳定性监测方法及车载平台装置。

背景技术

在铁路和公路周边存在大量的边坡，在人为或环境的作用下，例如施工、开采、降雨和风侵等因素，不可避免的会出现裂缝、侵蚀、软化等破坏。上述潜在的破坏可能会影响边坡的稳定性，并可能诱发滑坡和泥石流等重大灾害，威胁着公路和铁路的安全营运及人员安全，灾害事故的发生将对公路和铁路设施造成严重的破坏，遭受巨大经济损失。因此需要定期对公路、铁路交通网络周边的边坡开展稳定性监测和隐患识别，保障交通设施的长期营运安全。

目前，针对边坡稳定性监测的方法和技术众多，主要包括传感器技术、传统测绘技术和现代高新测绘技术。传感器技术是通过在边坡预埋或后期布设固定的仪器，将所采集的数据传输到数据中心，通过综合一种或多种传感器数据来监测边坡的稳定性，常用的仪器主要包括测斜仪、位移计、加速度计、应力计、光纤和视频等。传统测绘技术是利用传统测绘仪器通过测量边坡的位置信息来反映边坡的形变或稳定信息，主要是通过人工的方式进行监测，常用的仪器包括经纬仪、水准仪和全站仪。现代高新测绘技术也是通过测量边坡的位置信息的方式实现，与传统测绘技术的最大不同是其利用了高新测绘仪器或卫星大地测量方式，如三维激光扫描技术、卫星导航定位系统和星载合成孔径雷达干涉测量技术，从而减少了人力成本。

现有针对公路和铁路边坡稳定性监测方法和技术还不能满足大范围、多数量、高精度和低成本等特点，亟需提出一种能够满足公路和铁路沿线边坡稳定性日常监测的新方法和技术。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种道路边坡稳定性监测方法及车载平台装置，旨在解决现有技术不能满足大范围、高精度和低成本的道路边坡稳定性的日常监测。

一种道路边坡稳定性监测方法，其中，包括：

通过车载合成孔径雷达获取雷达回波信号、通过气象参数采集器获取大气环境参数、通过惯导系统结合全球卫星导航系统获取车载合成孔径雷达的运动矢量信息；

根据运动矢量信息和雷达回波信号采用后向投影法生成单视复数合成孔径雷达图像；

根据所述单视复数合成孔径雷达图像并利用雷达差分干涉测量技术，得到距离向形变；

根据所述单视复数合成孔径雷达图像并利用多孔径雷达干涉测量技术，得到方位向形变；

根据所述大气环境参数，通过大气扰动模型获取大气扰动残差；

根据所述距离向形变、所述方位向形变和所述大气扰动残差计算稳定性信息，根据所述稳定性信息对道路边坡稳定性监测；

所述稳定性信息包括形变速率V和累积形变，通过如下公式计算得到：

其中，为矩阵B的逆矩阵，B为合成孔径雷达影像对的设计矩阵，为距离向形变和方位向形变组成的干涉对集合，W为包括大气扰动残差在内的观测残差，i为合成孔径雷达影像的观测序列编号，为时刻的累积形变，为i与i+1之间的时刻差。