[发明专利]用于合成孔径雷达干涉测量定标的人工角反射器

说明书

本发明涉及一种用于合成孔径雷达干涉测量定标的人工角反射器，其包括角反射器和底座调节装置；所述底座调节装置与所述角反射器进行连接，其配置用于对角反射器进行多方向调节；所述角反射器为具有折叠式合叶装置的三棱锥结构，观测完成后通过该合叶装置将整个角反射器折叠成一个三角形的平面；所述底座调节装置包括经向角度调节装置、纬向角度调节装置、俯仰角度调节装置和三脚架；所述三脚架为钢制三脚架，其作为与地面连接的部位；本发明适合于平原区地面沉降、地裂缝等地表形变监测的定标工作，其具有可拆卸、防积水、高精度、调整方便、高可靠性等特点，其为后续开展定标及地表微形变监测工作奠定基础。

技术领域

本发明发明涉及测量与监测技术领域，更为具体地，涉及一种用于合成孔径雷达干涉测量定标的人工角反射器。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种具有较高分辨率的成像雷达，其能够在自然环境、气象环境条件较差的情况下得到相对高分辨率的二维三维雷达图像。为了产生雷达图像，需要发送连续的无线电脉冲以侦测目标场景，然后接收每一个脉冲信号的回波，连续记录的雷达回波信号处理允许从这些多个天线位置组合记录，该过程形成合成天线孔径并且允许创建比给定物理天线更高分辨率的图像。合成孔径雷达具有不受光照和气候条件等限制实现全天时、全天候对地观测的特点,能够有效的识别伪装、穿透覆盖物，因此合成孔径雷达已经成功的被应用于地面沉降监测、地质灾害监测等方面，取得了很好的应用效果。

干涉雷达是指采用干涉测量技术的合成孔径雷达，也称为双天线SAR或相干SAR，其是传统的合成孔径雷达技术与射电天文干涉技术融合的产物，其利用雷达向目标区域发射微波，然后接收目标地物的反射回波，从而得到目标区域成像的合成孔径雷达复图像对，若复图像对之间存在相干条件，合成孔径雷达复图像对共轭相乘可以得到干涉图，根据干涉图的相位值，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出目标地区的地形、地貌以及表面的微小变化，可用于数字高程模型建立、地壳形变探测、地面沉降监测和突发地质灾害监测等方面。

为了全面保障合成孔径雷达对于目标地物的监测精度，实现对于地表微小形变进行有效的测量，需要对合成孔径雷达进行定标操作，否则无法确定其监测精度。目前定标主要是通过在选定的定标场地内设置标准参考定标器提供雷达截面积参考值来实现的。其中角反射器是最为便捷、重要、精确的标准参考定标器，其雷达截面积的精度和稳定程度很大程度上影响了定标精度，因此期望建立合理、便捷、高效、高精度的人工角反射器以提高监测精度。

人工角反射器由于可以在定标区域中人为的控制其尺寸、结构、形状和安装方式，因此在合成孔径雷达图像中显示出稳定、清晰的振幅信息，能够实现在低相干区域进行InSAR技术监测地表微量形变的潜力，近年来得到了广泛的应用和发展。人工角反射器被安装在定标区域内，雷达入射光线照射到角反射器相互垂直的几个表面上，经过几次反射，入射光线将沿着路径的来路方向反射回去，在图像上形成十字丝等形状的亮点，亮点尺寸和亮度均为一个或者几个分辨单元。目前，很多合成孔径雷达干涉测量单位已经开始使用人工角反射器测量城市地面沉降、重大线性工程微变化、滑坡变形等，具有很广的应用前景。

但是现有技术中的人工角反射器在地面沉降、突发地质灾害监测方面存在很多问题。首先，现有技术中的人工角反射器由于下部角度调节装置采用齿轮式调整阀，造成调节反射器角度异常复杂，而且调节角度的准确性无法得到保障，每一次进行角度的调整都需要很长的时间进行测量和人工校准，针对不同的卫星进行俯仰角调整耗时耗力；其次，由于传统的铝蒙皮、铝蜂窝、铝合金材质的角反射器对于雷达反射并不是非常理想，其稳定性存在一定问题,而且在角反射器历经风雨之后，其铝材质因为风化造成的反射性能会有很大的削弱，这也会对反射性造成影响；第三，当前人工角反射器由于采用全封闭结构，夏天的时候容易造成积水，而积水将大大影响反射器的准确性；最后，当前采用的角反射器均为固定式装置，一旦安装完成就无法进行移动，如果当地环境发生变化也无法移动调整，没有任何的便携性，无法满足对于不同区域进行移动定标的可行性。

发明内容