GPSINSAR数据融合在大范围地表沉降监测中的应用.pdfVIP

维普资讯 第 1期 矿 山 测 量 NO．1 2006年 3月 MINE SURVEYING Mar．2006 GPS／INSAR数据融合在大范围地表沉降监测中的应用 武百超 ，邹徐文 (辽宁工程技术大学，辽 宁 阜新 123000) 摘要：讨论 了GPS、INSAR应用于大范围地表沉降监测的技术特点；论述 了这两种技术合成 的必要性 和可行性 。文 中还综述 了GPS、INSAR合成技术的理论与方法 ，结合 国内外 的成功经验 对其 应用前 景进行 了展望 。 关键词 ：CGPS；GPS；INSAR；DINSAR；误差改正 ；数据融合 中图分类号 ：P228．4 文献标识码 ：B 文章编号 ：1001—358X(2006)01—0033—03 常规的地表沉降监测一般采用重复精密水准测 搭载的合成孔 径雷达系统 ，通过 两副天线 同时观测 量方法 。近 10年来 ，随着全球卫星定位系统 GPS、 (单轨模 式 )，或 两 次近 平 行 的观 测 (重 复轨 道 模 计算机，数据库等技术的飞速发展，这种野外作业周 式 )，获取地面同一景观的复影像对 。由于 目标与两 期长 、耗费大量人力物力 的传统水 准测量 方法 已逐 天线位置的几何关系，在复图像上产生 了相位差 ，形 渐为周期短 、精度 高，布网迅速 的GPS技术所取代 。 成干涉纹图。干涉纹图中包含 了地面点到两天线的 合成孔径雷达干涉测 INSAR(InterferometricSynthetic 斜距之差的精确信息。根据复雷达图像 的相位差信 ApertureRadar)技术在 国外已开始应用于地表沉降 息 ，利用传感器高度 、雷达波长 、波束视 向及 天线基 监测 ，Wegmuller(1999)利用 1992年 8月至 1996年 线距之间的几何关系，通过影像处理 、数据处理和几 5月问的欧洲航天局雷达卫星数据监测意大利 Bolo． 何转换等 来 提取 地 面 目标 区地形 的三维信 息 。 gna城的沉降情况 ，取得 了与常规测量一致 的效果 ； GPS定位具有 全天候 、高精 度 、高效率 等特点 ，使 它 同时，日本 的 Nakagwa等 (2000)利用 JERS1L波段 成为变形监测 中极其重要 的测量手段 。GPS用于变 的合成孔径雷达 SAR研究 Kanto北部平原的地面沉 形监测的作业主要方法有经典静态测量方法和动态 降，发现 L波段 比c波段的 SAR数据更适合平原地 测量方法。经典静态测量方 法用 于缓 慢变形场合 ， 区的地面沉降研究；中科 院遥感所选取处于沉 降区 如地壳板块运 动 ，城市地表沉 陷等。对于缓慢 变形 的苏州市 ，利用 INSAR技术进行 了城市地表沉降监 场合 ，常用静态基线解算方 法，如 FARA(FastAmbi． 测，与常规水准测量相 比，两者相关度达 0．943。这 guityResolutionApproach)法等。对于动态变形监测 些都说明INSAR测量值与水准测量保持很高的一致 常用 OTF(OnTheFly)方法或模糊度函数法求解 整 性 ，进 一步统计分析表 明，样本对 的差异均值为 周模糊度 。有关的研究表 明：将 GPS用于动态 变形 4．47mm，差均值为 0．17mm。与此 同时 ，GPS在天津 监测的水平精 度与常规方法 相当 ，但高程分量 比常 市地表沉 降监测方 面 已取 得 了 比较令人满 意 的效 规方法低 ；将 GPS用于静态变形监测时 ，小范围还很 果。其他一些单位的实践证 明，采用差分 GPS静态 理想 ，很大范围时由于其点位较为稀疏 ，而达不到理 测量的方法进行大范围的地表沉降监测 ，从测量精