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地基合成孔径雷达变形监测技术研究

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摘要

近年来,各种大型建筑如跨江桥梁、水库大坝、摩天大楼等层出不穷,给我们的生产生活带来很多便利。但它们在使用过程中尤其是在灾害环境下会发生变形,当变形量超出所能承受的范围时,会引发灾难性后果。对这些建筑物进行变形监测是危险预警的主要手段,是分析建筑物形变机理的重要方法。
　　为此,本论文研究了一种地基合成宽带合成孔径变形监测雷达系统与方法,通过使用合成孔径技术提高了方位向分辨率,通过使用合成宽带技术提高了距离向分辨率,通过使用干涉测量技术得到了位移量。雷达辐射多子带信号照射观测区域,并接收回波信号。接收信号的处理过程为:以合成孔径雷达成像距离多普勒算法为基础,对各子带信号进行匹配滤波,通过相干合成,完成超宽带雷达信号距离向压缩,然后进行距离校正、方位向匹配滤波、压缩成像。论文以子带为线性调频信号,带间为步进频率信号为例,分析了合成宽带信号处理的基本工作原理。论文还讨论了地基环境及轨道长度受限条件下,雷达信号处理的各个过程以及非全孔径成像的各项参数之间的关系。理论分析和仿真结果表明,本文方法可以在距离监测对象50m处,实现0.1m的距离向分辨率和0.4m的方位向分辨率,以及毫米级的位移测量精度。
　　与传统的地基合成孔径雷达相比,本论文通过引入合成宽带信号处理技术,进一步提高了变形监测雷达距离向分辨率。

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