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区域形变监测(Regional deformation monitoring)是对一定范围内岩体及土体的位移、沉降、滑坡、倾斜或建筑物、构筑物及其地基等形变所进行的测量工作。由于这类区域形变灾害通常发生在恶劣气候和环境下，并且其形变灾害发生、发展过程复杂，因此对区域形变的监测手段需要具备高精度测量能力，抗干扰能力强，可以实现安全、有效的形变监测。
地基合成孔径雷达(Ground Based Synthetic Aperture Radar，GB-SAR)是SAR工作模式在地面上的应用，利用天线在水平平直轨道上运动，形成方位向合成孔径获取SAR数据。在工作性能方面，地基SAR利用干涉技术实现高精度区域形变监测，具有全天时、全天候、定点、连续工作的优点，运输方便、容易安装，并根据需求灵活设置其工作状态，因此地基SAR系统可以适应恶劣的工作环境和复杂、多样的监测任务。本文首先通过对区域形变地质灾害特征的分析和监测手段对比，明确地基SAR区域形变监测的适用范围和技术难点，再以地基SAR形变监测为目的开展了地基SAR系统精度分析、形变提取算法、地基SAR形变监测实验等几方面的研究。
具体而言主要工作与创新如下：
●地基SAR形变监测系统误差分析：推导了地基SAR形变信息提取模型和精度分析模型，分析了影响形变监测精度的主要误差源，着重分析形变监测系统工作参数偏差与形变监测精度的关系，并结合中国科学院电子学研究所研制的 ASTRO(Advanced Scannable Two-dimensional Rail Observationsystem)地基SAR系统工作参数对形变监测误差进行了定量分析。分析中包含地基SAR系统的误差敏感方程的推导和形变监测性能的定性、定量分析。基于地基SAR的形变信息提取模型和精度分析模型，可对地基SAR形变监测的系统误差来源及误差表现有比较全面的分析和评价，在形变监测实验中进行合理的误差分配和监测结果精度估算，以指导形变监测试验的设计。
●基于类永久散射体的低相干区域形变提取方法：通过对大量时序SAR图像分析发现永久散射体在时间域内具有部分相干的特性，将时序数据中在某段时间内保持散射稳定的点定义为类永久散射体，给出了基于类永久散射体的永久散射体时序选择方法。时序选择方法可以得到数量更多、分布更均匀的永久散射体，通过类永久散射体相干性分析验证了类永久散射体选取的可靠性；针对形变灾害监测区域的低相干性和地基SAR可定点、连续观测获取大量长时序数据的特点，提出了基于类永久散射体的低相干区域形变提取方法，与其他选择方法对比，形变提取整体趋势相同，修正了由于永久散射体分布不均而造成错误估计的形变。
●形变提取中水汽相位的分形表示方法：本文针对地基SAR区域形变监测中水汽扰动对形变信息提取的影响，考虑到区域范围内水汽延迟作用相似程度很高，难以用常规的插值方法准确表达，本文通过分形插值获得区域形变监测的水汽干扰相位，并且利用气象数据拟合水汽相位和绝对湿度之间的函数关系。采用星载长时序数据，对大气扰动进行试验分析，分析结果初步验证了分形表示方法能够在一定度上定性反映干扰相位的特征。
●地基SAR区域形变监测实验与分析：以地基SAR形变信息提取模型和精度分析模型、地基SAR系统误差分析为基础，完成了精度分析和形变提取两类实验的实验方案设计，利用中科院电子所的ASTRO地基SAR系统完成了试验数据获取，试验数据处理和分析结果表明，实验结果与实际情况吻合较好，验证了误差理论分析结论，证实了地基SAR具有良好的形变测量能力。