微变形监测雷达(IBIS系统)
2011-08-06王俊宇
王俊宇
(长春市测绘院,吉林 长春 130021)
1 微变形监测系统系统的发展简介
在过去的十几年中,国外学者开发出许多地面的传感器来实现 GBInSAR(Ground-Based Interferometric SAR),并作了相关的研究。1999年D Tarchi等利用LISA(Linear Synthe-tic Aperture Radar)对威胁奥地利的Schwaz镇的滑坡体进行了变形监测研究;G Luzi等对Belvedere冰川的移动进行了研究;G Antonello等利用星载SAR和地面SAR研究了Stromboli火山的变形。
IBIS(Image By Interferometric Survey)系统是由意大利IDS公司和佛罗伦萨大学经过6年合作研发的结果,它能够对目标物提供连续、全面的监测[1]。它将步进频率连续波技术(Stepped-Frequency Continuous Wave)和干涉测量技术相结合,能够广泛应用于建筑物、桥梁、高塔、坝体、公路和铁路边坡等微小位移变化的监测。IBIS系统分为两种型号,IBIS-S(Image By Interferometric Survey of Structures)与 IBIS-L(Image By Interferometric Survey of Landslides and slopes),其各自功能特点如下:
IBIS-S主要用于对桥梁、建筑物、高塔等易发生微小变化的物体进行精确的监测,得到被测物每部分的位移变化量,分析建筑物或桥梁上每一个点的变形、振动情况。此外,通过该设备能够及其便捷地对桥梁或建筑物进行健康普查和评估。IBIS-S的测程为0.01 km~2 km,精度为±(0.1~0.01)mm,最大采样频率 200 MHz。
IBIS-L可对大坝,边坡,建筑物等易发生微小位移变化的物体进行精确的监测,得到被测物每部分的位移变化量,分析水库变形机理和变形特征,评价地质灾害。此外,通过该设备能够及时对各种危险区域做出灾害预报,极大减少或避免灾害对人民生命财产造成的损失。IBIS-L的测程为0.2 km~4 km,监测精度为±0.1 mm,最小采样间隔为5 min。
2 IBIS系统的三个关键技术
2.1 步进频率连续波(SF-CW)技术
IBIS系统的主体设备是一台KU波段(16.6 GHz~16.9 GHz)的步进频率连续波雷达。雷达的距离分辨率△r与单个雷达脉冲的持续时间τ有以下关系:……p>
