张昊宇+胡豪杰

摘 要：目前国内对小型水坝的监控尚未做到自动化与智能化。恶劣天气出现时只能依靠传统的人工巡检，效率低下且危险系数高。本文提出一种基于FMCW地基合成孔径雷达（GB-SAR）的水坝实时监测方法，通过该技术可以对坝面的变形进行实时监测，预测溃堤风险。文中利用GB-SAR对一座人工坝进行了测试，成功预测了水坝的位移。实验证明了基于GB-SAR技术的水坝监测的可靠性。

关键词：地基合成孔径雷达；水坝监测；变形监测

中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）01-0072-02

目前国内的航道和湖泊分布着数量众多的水坝，很多水坝缺乏有效的监管，在恶劣天气下存在垮塌的危险。传统的水坝监测大多依靠人力巡检，这在应对天气快速变化时引起的大坝变形缺乏及时有效的监控，导致溃堤的隐患较高。目前，基于调频连续波（FMCW）技术的地基合成孔径雷达（GBSAR）监测技术已经成为最有潜力的水坝监测手段之一。该技术利用差分干涉合成孔径雷达原理，对坝体表面持续发射并接收电磁波获取二维图像信息。通过对获取图像序列的分析可以获得坝面整体的变形情况。由于采用最新的FMCW技术，图像序列的获取时间可以低至5秒，这与传统的SFCW-GBSAR相比，时效性大大提高，几乎可以做到实时处理。本文利用GB-SAR对一座人工水坝进行持续扫描和数据自动分析，准确地监测了大坝的移动。

1 FMCW-GBSAR系统原理与算法

1.1 FMCW-GBSAR系统结构

FMCW-GBSAR将合成孔径雷达的原理从机载和星载平台移植到地面上，利用大带宽获取距离维的高分辨率，并利用雷达在导轨上的往复运动获取方位维的高分辨率。……