IBIS大坝测量实例--紫平铺大坝外型变形监测.pdf

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1、第1页共12页IBIS-L紫平铺大坝外型变形监测初步结果一、IBIS-L简介IBIS-L是一种基于微波干涉技术的创新雷达；是意大利IDS公司和佛罗伦萨大学6年长期合作研究的结果。微波干涉测量是一项全新技术，它是在人造卫星和陆地激光扫描的基础上，对可靠性、精度等的改进，可以应用于对建筑物和地形的静态监测。利用SAR（合成孔径雷达）技术，IBIS-L能够提供对目标物的变形量提供高精度的监测。设置一个针对高敏感区域的固定监测基站之后，IBIS-L就能进行连续、全面的实时监测，为研究和决策制定提供支持；在一系列不同的预设基站实施监测，便可以得到对同一目标区域的不同时段不

2、同角度的多点监测结果；把仪器置于同一基站，则可以得到在整个监测期间目标区域的位移变化的不间断监测结果。同时，IBIS-L拥有功能强大的软件系统，整个过程的操作和数据的后期处理非常简便。使用IBIS-L，无须接近目标区域就可完成快速、高精度的测量；操作全自动；并且可以24小时不间断监测。用途IBIS-L是一种用于减轻山体滑坡和山崩危害、沉降危害、雪崩危害等的高级远程监控技术，它可广泛用于山体、坝体、地表和雪面等缓慢位移的监测。1、坝体监测：◆大坝坝体、水工建筑、水库边坡监测2、山体滑坡和山崩等自然灾害研究：◆山体表面变化和不稳定边坡观测◆山体滑坡和山崩运动的测量◆

3、斜坡稳定性和火山灾害的监测3、地形和地表等的观测：◆地形变形观测◆地表和基础的沉降观测4、雪崩和雪块、冰河监测：◆雪崩运动和地表变化的测量，冰河监测◆雪块和冰河的稳定性、体积评估◆雪崩预测IBIS-L对于地面运动物体的精确测量，使理解不稳定斜坡动力学特性、评价地质灾害和监测山体、坝体运动危害点等成为可能；对于自然灾害的研究、预测和防治意义深远！第2页共12页特点◆遥测距离可达4千米，无须在目标区域安装传感器，无须进入目标物◆位移测量精度达到0.1毫米◆全目标24小时连续监测◆可以在相同或不同时间间隔内测量同一表面◆图像采集时间短,允许每5分钟采样一次◆在天线波束

4、达到的范围内同时获取信息(一般有几平方千米)；通过解析几平方米的象素信息，可以得到局部的位移◆运输和安装简洁方便，操作全自动，控制和处理软件的功能强大◆即使在比较恶劣的天气条件下也能够提供几乎连续的扫描主要硬件图1传感器单元图2线性扫描器单元图1为传感器单元，包括：图2为线形扫描器单元，包括：＊信号发射器和接收器＊2m铝轨＊频率扫描和传感器位置间的同步控制器＊步进电机＊位置编码器图3能量供应单元图4记录和处理单元图3为能量供应单元，包括：图4记录和处理单元，包括：＊2个12V直流、130Ah的电池＊带SW控制软件的个人电脑＊光电太阳能12V直流输入＊220V交流

5、输入静态参数设置动态参数设置控制和处理软件控制和处理软件SW：第3页共12页IBIS系统控制和处理软件SW有如下功能：◆设置测量参数配置按钮◆控制测量◆查看初步结果◆控制系统状态测量信息测量控制图5参数设置面板选择点的象素位移图5和6分别为系统控制和处理软件SW的几个界面。使用SW软件，可以根据测量的实际情况，方便、自主地设置和控制参数。SW软件还可以根据需要生成多种图表文件。如：位移图、能量图、单象素点实时位移图等等。图6干涉图样面板图8是使用SW软件得到的单象素点实时位移图，即为图7中一个位移较大的象素位移-时间曲线。图7位移图图8单象素点实时位移工作原理I

6、BIS-L系统是步进频率连续波（SF-CW）和合成孔径雷达（SAR）技术的结合，具有干涉测量的能力。这两种技术确保了IBIS-L系统拥有极高的距离向分辨率和横向分辨率。SF-CW技术以不同的步进频率，在一段时第n个频率间内连续发射一组（n个）电磁波，如图9所示。c距离分辨率=，其中为光速，cB为系统2⋅B带宽。因此，距离分辨率的大小与测距无关。BfIBIS-L系统在它的最大探测范围内，距离向分图9SF-CW工作原理图辨率可达到50cm。y使用SAR技术处理系统从不同观察角度向定器轨道上运动时，好比米轨道运动的所有信息，象素横向分辨率=角分辨率×图10能量图分辨率

7、的大小与测距有关第2页共12页civ2100200300干涉图干涉测量技术把同一地区，400500600不同时间的合成孔径雷达图像结700图像1800900合起来，通过比较目标体在不同100050100150200250300时刻的反射波相位，得到目标体civ3的位移信息（如图11所示）100200300400500*600Intn=arg(In+1∗In)=Δφn700800900100050100150200250300图像2图11干涉图的形成图12被动雷达反射器图12为被动雷达反射器（即角形反射器）。一般在以下两种情况下需要安装。◆对预先确定点的位移进行采

8、样时◆在被监测目标（如建