[发明专利]一种基于多基线雷达轨道形变检测方法

说明书

本发明公开一种基于多基线雷达轨道形变检测方法，应用于雷达检测领域，本发明采用线性调频信号与扫频信号联合测距，将脉冲压缩技术与跳频技术相结合，通过对定标点的距离测量，实现了对轨道形变量的测量，并且采用线性调频信号与扫频信号联合测距的方式，很好地减小了测距误差影响。

技术领域

本发明属于雷达检测领域，特别涉及一种轨道形变测量技术。

背景技术

随着中国经济的发展，轨道交通作为重要的运输手段之一，对我国国民经济发展具有重大价值。在列车行驶过程中，其作用在基面上的动荷载会引起地基变化，在长时间的过程中可能会导致轨道的沉降。如果高速铁路发生沉降，将会导致路基和线路形变等灾难性后果，并可能引发桥头跳车、路面沉陷等现象，轻则影响列车正常行驶，重则导致事故发生。由于轨道沉降对列车安全影响大，危害强，目前其已经成为轨道交通领域的研究热点。根据本发明人了解以及已发表的文献，例如：王雷霆：“论精密水准测量在地面沉降监测中的应用[J]”华北国土资源,2013(2):113-116和侯林山,王金龙,朱三妹,等：“利用差分GPS进行地面沉降监测的研究[J]”岩土力学,2006,27(5):811-815传统的沉降监测方法包括水准测量和GPS等。对于水准测量，尽管其测量误差小，但是测量需要大量的人力、物力和资源，易受天气等因素的干扰。GPS测量可对长时间发生沉降的区域进行测量，但是其精度差于水准测量。

在现代地形形变检测方法中，微波遥感技术是其中一种重要的测量手段。根据本发明人了解以及已发表的文献，例如，Amelung F,Galloway D L,Bell J W,et al.Sensingthe ups and downs of Las Vegas:“InSAR reveals structural control of landsubsidence and aquifer-system deformation[J]”Geology,1999,27(6):483-486。合成孔径雷达(SAR)测量具有全天候、全时段的特点，利用干涉SAR测量技术可获得地面微小形变变化，但该技术需要星载或者机载平台，并且数据处理复杂、计算量大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于多基线雷达轨道形变检测方法，利用布设于列车上的多基线雷达回波相位信息，通过求解定标点方程得到雷达的三维坐标信息，并获取轨道的形变量。

本发明采用的技术方案为：一种基于多基线雷达轨道形变检测方法，包括：

S1、接收回波信号，得到经各天线对定标点采样处理后的线性调频信号回波复向量以及扫频信号回波复向量；

S2、根据对应天线的线性调频信号回波复向量，经脉冲压缩处理，得到线性调频信号的定标点到该天线的延时；

S3、根据对应天线的扫频信号回波复向量，经快速傅里叶变换处理，得到扫频信号的定标点到该天线的模糊延时；

S4、根据对应天线的线性调频信号回波的相位，计算得到线性调频信号的定标点到该天线的相对距离延时；

S5、根据步骤S3经快速傅里叶变换处理后的扫频信号的相位，计算得到扫频信号的定标点到该天线的相对距离延时；

S6、重复步骤S2至步骤S5，分别得到线性调频信号的定标点到各天线的延时历史，以及扫频信号的定标点到各天线的模糊延时历史；

S7、根据线性调频信号的定标点到天线的延时历史与扫频信号的定标点到天线的模糊延时历史，计算得到定标点到天线的精确延时历史；

S8、对步骤S4得到的线性调频信号的定标点到天线的相对距离延时进行相位解缠，得到线性调频信号的定标点到天线的相对距离延时历史；对步骤S5得到的扫频信号的定标点到该天线的相对距离延时进行相位解缠，得到扫频信号的定标点到该天线的相对距离延时历史；