【最新成果及综述】地基差分干涉雷达技术进展及典型应用

地质灾害在世界范围内频繁发生，每年均会造成严重的经济损失和大量的人员伤亡。滑坡灾害是地质灾害中发生频率最高和危害最大的一种，如2018年11月份在川藏交界发生的金沙江滑坡，共造成10.2万人受灾，3400余间房屋倒塌，农作物受灾面积3.5千公顷，沿江部分地区的道路、桥梁、电力等基础设施损失较为严重。

地基差分干涉测量雷达，可以从目标区域几十米到几公里外进行观测，有利于灵活的选择布设地点和观测视角，且工作在微波波段，具有全天时全天候的优点。图像获取速度很快，一般为几分钟，有利于对目标区域进行连续实时观测。地基差分干涉测量雷达，已经在形变监测领域得到了广泛的应用，如建筑物、露天矿坑、山体边坡、水坝等的监测。

北京理工大学曾涛教授团队利用自主研制的线扫描体制地基SAR和MIMO体制地基雷达，对国内多处大型露天矿边坡、大型自然山体边坡等进行了长期形变监测，为矿区的安全生产、危险边坡的监测预报等提供了一种有效的技术手段。

图1 团队自主研发雷达系统

2017年8月28日，贵州省毕节市纳雍县张家湾镇发生一起较大规模的山体垮塌（图2）。采用团队研发的地基SAR，于2017年8月31日至2017年9月8日，对垮塌残余体进行了实时监测。从累积形变测量结果中，确定了两块形变量较大的区域，且均在2017年9月2日5时左右和9月5日9时左右出现明显的变形加速（图3）。结合现场的天气条件来看，很可能是由于降雨导致的变形加速。9月5日上午，B区域的形变速率达到了最大值，约-8.2 mm/h，随后该区域发生了崩塌。

图2 纳雍滑坡灾后现场监测照片

图3 实验结果

该工作已发表在《雷达学报》2019第1期“地基差分干涉雷达发展现状及应用实例”（曾涛，邓云开，胡程，田卫明）。

该文首先概述了地基差分干涉雷达的主要类型，并选择代表性系统介绍了工作原理及重要参数。然后以地基SAR为例，介绍了现阶段差分干涉处理中的重要技术。最后以团队开展的三次实验，展现了地基差分干涉雷达，在露天开采边坡监测、山体滑坡监测和桥梁振动测量方面的应用。

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