【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质监测、自然灾害监测领域，尤其涉及一种地基sar环境误差校正方法及装置。
技术介绍
1、滑坡是我国频发的一种自然灾害，会给周边区域人民的生命财产和国家的经济建设造成严重的损失，因此有必要对潜在的滑坡体的形变信息进行准确、及时的监测，从而能够采取相应的预警预防措施。现有的滑坡形变监测技术在滑坡监测中存在诸多不足，近年来诞生的地基合成孔径干涉雷达(简称地基sar)技术能够全天时、全天候、远距离、高精度地对大范围的监测区域实施连续监测，已经在滑坡形变监测中展现出巨大的应用前景和经济价值，从而掀开了滑坡形变监测新的篇章。开展地基sar形变监测研究，有助于推广地基sar滑坡形变监测应用，对于滑坡防灾减灾具有重要的意义。
2、地基sar作为一种主动式遥感技术，通过发射和接收电磁波来获取目标的位置信息和运动信息。在理想监测条件下，地基sar形变监测的精度很高，但在实际监测中，受到很多环境因素的影响，从而降低了监测的精度和准备度。首先电磁波信号在大气传播过程中，受到不均匀大气介质的影响，传播方向会发生偏折，从而导致传播时间产生延迟，传播路径发生弯曲，在地基sar形变监测研究中，电磁波在传播过程中难避免地受到大气折射的影响，导致其传播路径发生弯曲，接收天线接收到回波信号产生延迟，而地基sar对监测期间天气的变化比较敏感，尤其对空气中大气湿度的变化非常敏感，在监测距离为1km，监测区域温度为20°的条件下，大气相对湿度1％rh的变化都能使地基雷达观测误差达到毫米级，大气效应引起的误差会严重降低地基雷达的形变监测精度，地基
3、其次在地基sar形变监测研究中，除大气效应引起的误差以外，还存在地表环境偏移误差的影响，地表平台极其容易发生一系列的微小且随机性强的相位偏移，尤其是采集的振动信号，往往这种振动信号与真实信号先干扰，使真实信号发生偏离，造成信号信噪比的降低，影响相位数据图的相干性，严重影响监测精度和准确度。而地基sar本身属于长期监测装备，环境误差的影响对于地基sar的监测可靠性必然产生很大影响。除此以外，地基sar对于边坡形变的监测准确性也需要数据对比验证，目前市面上并不存在与地基sar数据进行对比验证的装置设备，这也就导致地基sar数据没有对比，无法验证其准确度，以及无法精确对于雷达数据误差进行分析校正。因此，如何更加合理地考虑多方面因素，对环境误差进行校正，同样是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术从大气效应和地表环境偏移误差两方面相结合的方式对环境误差进行校正，以保证监测结果的精度和可靠性。具体而言，本专利技术提供了以下技术方案：
2、一方面，本专利技术提供了一种地基sar环境误差校正方法，该方法包括：
3、s1、以雷达反射器作为地基sar辐射标定的参考目标，读取静态累积位移数据和动态累积位移数据，作为参考基准数据，并上传至云平台；
4、s2、地基sar获取雷达反射器的回波数据，经干涉处理获取累积的原始位移数据；
5、s3、读取监测点实时气象要素数据，以及振动数据、位置数据，并上传至云平台；
6、s4、基于所述气象要素数据建立大气折射率模型，并计算大气效应误差；通过振动数据，计算偏移误差；基于偏移误差和大气效应误差，得到环境校正误差；
7、s5、基于环境校正误差，对原始位移数据进行环境误差校正，得到校正后的地基sar数据；将校正后的地基sar数据与参考基准数据进行比对验证。
8、优选地，所述气象要素数据包括风速、风向、温度、湿度、气压和雨量。
9、优选地，所述大气折射率模型为：
10、
11、其中，e表示湿度，t表示温度，pd表示大气压强，n表示大气折射率。
12、优选地，所述大气效应误差δd为：
13、δd＝δnrs
14、其中，δn是两次采样间隔的大气折射率相对变化量，rs是电磁波发射点到目标点的距离。
15、优选地，所述计算偏移误差的具体方式为：
16、s401、以地基sar采集周期为时间间隔进行采样，得到实测振动数据xk，其中k＝12,3,...,n，n表示采样数量；
17、s402、使用m阶多项式xk拟合实测振动数据，有：
18、xk＝a0+a1k+a2k2+...+amkm，k＝1,2,3,...，n；
19、s403、选取m＝3，进行多项式趋势项消除，筛选多项式系数，使得xk与xk差值的平方和最小，得到消除线性趋势项的计算式为：
20、y＝xk-xk＝xk-(a0-a1k)；
21、s404、计算偏移误差d：
22、
23、其中，分别是相邻两次采样获得的相位，λ为地基sar的波长。
24、优选地，所述环境校正误差d为：
25、
26、其中，di表示第i次采样的偏移误差，δdi表示第i次采样的大气效应误差，yi表示第i次采样的消除线性趋势项的计算式，n表示采样数量。
27、优选地，根据权利要求1所述的方法，s5中，比对验证的方式为：
28、s501、在监测点上，将雷达反射器朝向雷达视线方向间隔移动g步，单次步长为f，采集动态累积位移数据；间隔的时长与地基sar采集周期一致；
29、s502、完成g步后，保持静止，静止状态保持g个间隔的时长，采集静态累积位移数据；
30、s503、将s501、s502的数据作为参考基准数据，并获取地基sar原始累积位移数据，并对该原始积累的位移数据进行校正，得到校正后地基sar数据；
31、s504、将校正后地基sar数据与参考基准数据进行比对，验证校正数据的精度。
32、另一方面，本专利技术还提供了一种地基sar环境误差校正装置，该装置用以执行如上所述的方法，所述装置包括：
33、雷达反射器、气象站终端模块、倾角振动传感器、定位系统、4g通讯模块、气象传感器、电动位移台、支架、集成防护箱；所述装置与云平台通信，以传输或接收数据；
34、所述雷达反射器设置于电动位移台上，所述电动位移台设置于支架下部，以承载所述雷达反射器进行高精度位移；所述雷达反射器用于反射雷达电磁波，并作为地基sar辐射标定的参考目标；
35、所述气象传感器设置于所述支架顶部，用以采集气象要素数据；所述气象站终端模块与所述气象传感器连接，以将所述气象要素数据输出至后台供实时查看；
36、所述定位系统包括高精度定位系统接收机和高精度定位系统天线；所述高精度定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地基SAR环境误差校正方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气象要素数据包括风速、风向、温度、湿度、气压和雨量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大气折射率模型为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述大气效应误差Δd为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算偏移误差的具体方式为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环境校正误差D为：
7.一种地基SAR环境误差校正装置，其特征在于，所述装置用以执行权利要求1-6任一所述的方法，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块、蓄电池、太阳能供电系统；
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电动位移台采用步进电机控制，以滚珠丝杠引导方式传动。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置使用时固定在监测点上；
【技术特征摘要】
1.一种地基sar环境误差校正方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气象要素数据包括风速、风向、温度、湿度、气压和雨量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述大气折射率模型为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述大气效应误差δd为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算偏移误差的具体方式为：
6.根据权利要求5所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：候杉山，杨晓琳，任贵文，张浩，马海涛，于正兴，
申请(专利权)人：中国安全生产科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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