一种地面沉降检测方法、装置、设备和存储介质与流程

1.本发明涉及变形监测技术领域，尤其涉及一种地面沉降检测方法、装置、设备和存储介质。


背景技术：

2.地面沉降对于重大基础设施特别是大型线性工程的影响突出,主要表现为降低线路设计高程、改变线路坡度、造成线下工程沉降差异，严重时可能造成结构破坏，影响轨道平顺性并危及正常运营。特别是目前高速铁路大都采用无砟轨道结构，对沉降极为敏感，其永久变形只能通过扣件来恢复轨道的几何形状。但扣件的调整量十分有限，故须严格限制沉降量。因此，实时和全方位掌握地面沉降动态与发展趋势至关重要，为高速铁路的设计施工与运营管理提供基础服务和技术支持，也有助于地面沉降研究与防治工作的深化。
3.全球导航卫星(global navigation satellite system，gnss)定位技术以其高精度、高频率、全天候以及实时等特点被广泛应用于变形监测。然而，gnss测量对于微量沉降(一般＜5mm)适用性较差；同时，受限于地面接收机的数量，gnss沉降监测空间域的分辨率比较低，因此，gnss测量不适宜作小范围高密度的地面沉降监测。
4.干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar，insar)技术是是近年来发展起来的地面沉降监测新技术,它基于多幅sar图像的相位特性信息，全天候、高精度的对某一特定地区进行较大范围的地理地貌以及地表运动变化发生形变的规模进行实时监测。近年来,国内外学者基于insar技术理论,进一步衍生出了一套雷达干涉技术－地基合成孔径(gbsar)。gbsar技术可以对所监控的区域通过主动探测微波成像技术,得到所监控的区域的二维图像,并且基于合成孔径以及频率步进的理论来对所得图像的方位以及距离进行高空间分辨率的处理，具有全天时、全天候、连续获取局部区域高分辨率变形信息的优势，且安置灵活，操作方便。然而，gbsar观测误差随着视线距离的增大而增加,精度随着距离的增大而降低。并且，在地形起伏波动较大的山区,此类地形具有叠掩、阴影面积比例较大的特点,采集到的干涉相位会出现不连续甚至全是噪声的数字高程模型dem。而针对该问题，目前尚无有效解决方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种地面沉降检测方法、装置、设备和存储介质。
6.本发明实施例的技术实施例是这样实现的：
7.本发明实施例提供一种地面沉降监测方法，所述方法应用于检测设备；所述检测设备包括卫星监测站和监测反射器反射雷达信号的雷达监测器；所述卫星监测站设置在卫星监测点；所述卫星监测站周围布设多个雷达监测点；每个所述雷达监测点设置所述反射器；所述方法包括：
8.通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；根据
所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据；所述第一雷达监测点为所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点；
9.通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据；
10.将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点；
11.根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点；
12.基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量。
13.在上述方案中，所述根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据，包括：
14.获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在视线方向的第一距离以及所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二距离；
15.基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据。
16.在上述方案中，所述将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据，包括：
17.将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型；
18.将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；
19.基于所述地面沉降模型获得目标监测点地面沉降的第三数据。
20.在上述方案中，所述将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型，包括：
21.根据所述第一拟合模型获得所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差以及根据所述第二拟合模型获得所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差；
22.获得第三方差；根据所述第一方差、所述第二方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值和所述第二拟合模型的第二权重值；
23.基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型确定所述融合后的地面沉降模型。
24.在上述方案中，所述根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据，包括：
25.根据所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根；
26.获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的第三距离以及所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的第四距离；
27.基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根；
28.根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的
第三变形数据。
29.在上述方案中，所述根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据，包括：
30.根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值；
31.基于所述预设阈值和所述第二变形数据获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
32.在上述方案中，所述基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量，包括：
33.根据多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型；
34.基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量。
35.本发明实施例提供一种地面沉降监测装置，所述装置应用于检测设备；所述检测设备包括卫星监测站和监测反射器反射雷达信号的雷达监测器；所述卫星监测站设置在卫星监测点；所述卫星监测站周围布设多个雷达监测点；每个所述雷达监测点设置所述反射器；所述装置包括：第一获得单元、第二获得单元、融合单元、校正单元和确定单元，其中：
36.所述第一获得单元，用于通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据；所述第一雷达监测点为所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点；
37.所述第二获得单元，用于通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据；
38.所述融合单元，用于将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点；
39.所述校正单元，用于根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点；
40.所述确定单元，用于基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量。
41.在上述方案中，所述第一获得单元，还用于获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在视线方向的第一距离以及所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二距离；基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据。
42.在上述方案中，所述融合单元，还用于将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型；将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；基于所述地面沉降模型获得目标监测点地面沉降的第三数据。
43.在上述方案中，所述融合单元，还用于根据所述第一拟合模型获得所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差以及根据所述第二拟合模型获得所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差；获得第三方差；根据所述第一方差、所述第二方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值和所述第二拟合模型的第二权重值；基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型确定所述融合后的地面沉
降模型。
44.在上述方案中，所述校正单元，还用于根据所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根；获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的第三距离以及所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的第四距离；基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根；根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
45.在上述方案中，所述校正单元，还用于根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值；基于所述预设阈值和所述第二变形数据获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
46.在上述方案中，所述确定单元，还用于根据多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型；基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量。
47.本发明实施例提供一种地面沉降监测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的任一步骤。
48.本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法的任一步骤。
49.本发明实施例提供的一种地面沉降检测方法、装置、设备和存储介质，其中，包括：通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据；所述第一雷达监测点为所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点；通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据；将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点；根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点；基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量。采用本发明实施例的技术方案，通过将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量；利用gbsar技术弥补gnss技术低空间分辨率的缺陷，并通过融合两种技术的沉降监测数据，克服了gbsar变形监测中误差被放大的缺点，提高了gbsar变形监测的精度。
附图说明
50.图1为本发明实施例一种地面沉降监测方法实现流程示意图；
51.图2为本发明实施例一种地面沉降监测方法中雷达监测器变形监测在视线方向和水平线方向投影关系的示意图；
52.图3为本发明实施例一种地面沉降监测方法中卫星监测点和雷达监测点的示意
图；
53.图4为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
角反射器所在的监测点在视线向的变形时间序列示意图；
54.图5为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
角反射器所在的雷达监测点的沉降时间序列的示意图；
55.图6为本发明实施例一种地面沉降监测方法中g
01
卫星监测站所在的卫星监测点的沉降时间序列的示意图；
56.图7为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
监测点的沉降时间序列以及j
01
监测点与gnss监测点融合后的沉降时间序列的示意图；
57.图8为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
02
监测点滤波前和滤波后的变形时间序列示意图；
58.图9为本发明实施例地面沉降监测装置的组成结构示意图；
59.图10为本发明实施例中地面沉降监测设备的一种硬件实体结构示意图。
具体实施方式
60.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
61.本实施例提出一种地面沉降监测方法，该方法应用于检测设备；所述检测设备包括卫星监测站和监测反射器反射雷达信号的雷达监测器；所述卫星监测站设置在卫星监测点；所述卫星监测站周围布设多个雷达监测点；每个所述雷达监测点设置所述反射器。
62.图1为本发明实施例一种地面沉降监测方法实现流程示意图，如图1所示，该方法包括：
63.步骤s101：通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据；所述第一雷达监测点为所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点。
64.需要说明的是，地面沉降监测方法可以为区域地面沉降监测方法，作为一种示例，所述区域地面沉降监测方法可以为联合gnss和地基雷达干涉测量技术进行区域地面沉降监测的方法。
65.所述卫星监测站的个数可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述卫星监测站的个数可以为两个。所述卫星监测站可以为gnss监测站；所述卫星监测站设置在卫星监测点可以为gnss监测站设置在卫星监测点；所述卫星监测点可以设置在地面沉降监测区域，可以简称为监测区域。在实际应用中，所述地面沉降监测区域可以为铁路路基监测区域，可以在该铁路路基监测区域最靠近铁轨处布设两个gnss监测站，分别记为g
01
和g
02
。
66.监测反射器反射雷达信号的雷达监测器可以为监测反射器的反射信号的雷达监测器；所述反射器可以根据实际情况进行确定，作为一种示例，所述反射器可以为角反射器。
67.所述卫星监测站周围布设多个雷达监测点；其中，所述雷达监测点的具体个数可
以根据实际情况进行确定，在此不做限定。作为一种示例，所述雷达监测点的具体个数可以根据地面沉降监测区域的面积和评估需求进行设置，例如，所述雷达监测点的具体个数可以为10个。每个所述雷达监测点设置所述反射器可以为在所述多个雷达监测点中的每个所述雷达监测点处设置所述反射器。作为一种示例，在所述多个雷达监测点中的每个所述雷达监测点处设置所述反射器可以为在10个雷达监测点中的每个所述雷达监测点处均设置一个角反射器，即总共设置10个角反射器，为了方便理解，可以记为j
01
、j
02
、
…
、j
10
。
68.所述雷达监测器可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述雷达监测器可以为gbsar监测器，也可以称gbsar仪器或雷达。所述gbsar监测器可以设置在监测区域外选取地势较高且变形较为稳定的某点处；在实际应用中，还可以在监测区域外选取变形较为稳定且卫星信号观测条件较佳的地点建立gnss基准站。
69.在实际应用中，监测点的布设可以为在监测区域的重点位置建立少量的gnss监测站，并在其附近布设用于改善gbsar雷达反射信号的角反射器；并且，根据区域面积和评估需求另外布设若干角反射器，对所有gnss监测站和角反射器进行编号。在监测区域外选取地势较高且变形较为稳定某点作为gbsar仪器的安置点；在监测区域外选取变形较为稳定且卫星信号观测条件较佳的地点建立gnss基准站。将gbsar监测器调平，可以通过调整gbsar监测器的天线波束与雷达水平面的夹角，将雷达天线对准监测区域。
70.通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据可以为通过所述雷达监测器对监测区域所有雷达监测点处的反射器反射雷达信号进行数据采集，获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；其中，所述第一变形数据可以为变形时间序列。在实际应用中，可以为通过所述雷达监测器对监测区域所有雷达监测点处的反射器反射雷达信号进行数据采集，根据监测区实际地形情况及其信号反射强度，将该数据利用雷达监测器自带处理软件，通过图像配准、干涉测量、干涉图滤波、相位解缠、大气改正等步骤，最终得到所有雷达监测点在视线向的变形时间序列，进而获得所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点在雷达视线方向的变形时间序列。
71.步骤s102：通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据。
72.需要说明的是，通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据可以为通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点在预设时间段内的坐标，根据所述坐标获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据。其中，所述预设时间与所述雷达监测器的观测时间有关；所述雷达监测器的观测时间可以理解为所述雷达监测器对监测区域进行数据采集的时间；所述预设时间与所述雷达监测器的观测时间有关可以理解为选取与雷达监测器相同的观测时间起点及时间段。所述坐标可以包括卫星监测点在预设时间段内某个时间的经纬度和高程。所述第二数据可以为卫星监测点地面沉降时间序列。作为一种示例，通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点在预设时间段内的坐标可以为通过所述卫星监测站获得与所述雷达监测器相同的观测时间段内gnss基准站和gnss监测站的观测数据以及gnss基准站的已知坐标，利用载波相位动态实时差分(real time kinematic，rtk)技术计算每个卫星监测点在大地坐标系下该时间段内的所有坐标；所述坐标可以记为(b,l,h)，其中，b为大地纬度、l为大地经度、h为大地高。根据所述坐标获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据可以为对于每个gnss监测站，将该时间段第一个时间点作为参考时间点，该时间段内所有时间点的大地高与参考时间点的大地高相减，并将所有的结果按照时间顺序排列获得该测
站在该段时间内的沉降时间序列；该沉降时间序列可以记为s
gi
，其中i＝1,2,3
…
m，m表示gnss监测点的数目，m的具体数值可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，m可以为2。
73.步骤s103：将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点。
74.需要说明的是，所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点主要考虑到当第一雷达监测点无限靠近卫星监测点的情况下，第一雷达监测点的地面沉降与卫星监测点的地面沉降可能基本一致，可以将两个监测点(第一雷达监测点与卫星监测点)等价为一个目标监测点，该目标监测点也可以称为关键监测点。在实际应用中，当所述第一雷达监测点为所述卫星监测点周围最近的雷达监测点的情况下，所述目标监测点可以近似为所述第一雷达监测点，即所述目标监测点可以为所述卫星监测点周围最近的雷达监测点。
75.将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据可以为将所述第一数据和所述第二数据按预设方式进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；其中，所述预设方式可以根据实际情况进行确定，在此不做限定。作为一种示例，所述预设方式可以为加权平均的方式。在实际应用中，将所述第一数据和所述第二数据按预设方式进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据可以为将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型；将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；基于所述地面沉降模型获得目标监测点地面沉降的第三数据。
76.步骤s104：根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点。
77.需要说明的是，所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点也可以理解为所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的其他雷达监测点，可以简称为其他gbsar监测点。
78.根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据可以理解为根据所述第三数据校正其他雷达监测点的变形数据，获得其他雷达监测点校正后的变形数据；该校正的过程可以理解为校正误差的过程。
79.根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据可以为根据所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根；根据所述第一均方根确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根；根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。其中，所述第一均方根可以按第一预设公式获得；所述第二均方根可以按第二预设公式获得；所述第一预设公式和所述第二预设公式可以根据实际情况进行确定，在此不做限定。
80.步骤s104：基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量。
81.需要说明的是，基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量可以为基于多个所述第三变形数据分别确定每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型，基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量。为了方便理解，这里示例说明，基于多个所述第三变形数据分别确定每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型可以为将多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据投影到垂向，获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型；基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量可以为将观测时间代入多个所述沉降模型，获得监测区域的沉降量，即获得所述地面的沉降量。
82.本发明实施例提供的一种地面沉降监测方法，通过将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量；利用gbsar技术弥补gnss技术低空间分辨率的缺陷，并通过融合两种技术的沉降监测数据，克服了gbsar变形监测中误差被放大的缺点，提高了gbsar变形监测的精度。
83.在本发明的一种可选实施例中，所述根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据，包括：获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在视线方向的第一距离以及所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二距离；基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据。
84.本实施例中，获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在视线方向的第一距离可以为通过所述雷达监测器获得所有反射器距雷达监测器在视线方向上的距离。作为一种示例，通过所述雷达监测器获得所有反射器距雷达监测器在视线方向上的距离可以为利用gbsar监测仪器自带软件获得所有角反射器距仪器视线上的距离，为了方便理解，该距离记为ac。
85.获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二距离可以为获得所述雷达监测器的第一坐标以及所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标确定所述第二距离。为了方便理解，这里示例说明，所述第一坐标可以记为(x
g
，y
g
)，所述第二坐标可以记为(x
j
，y
j
)，所述第二距离可以称为平距，记为ab，所述第二距离可以为
86.在实际应用中，可以利用gnss
‑
rtk接收机，测出所有角反射器所在位置的坐标(x
j
，y
j
)，以及gbsar监测器的坐标(x
g
，y
g
)，其中下标j表示角反射器，下标g表示gbsar仪器，根据公式：计算出雷达与所有角反射器之间的平距，即ab。
87.基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据可以为基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离按预设公式确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据；其中，所述预设公式需要根据实际情况进行确定，在此不做限定；所述第一数据可以为时间序列。
88.为了方便理解，这里示例说明。图2为本发明实施例一种地面沉降监测方法中雷达监测器变形监测在视线方向和水平线方向投影关系的示意图，如图2所示，ab直线表示水平
线；ab表示雷达监测器与雷达监测点的平面距离；ad直线表示视线向；ac表示雷达监测器与监测器监测点的视线距离；bc直线表示垂向；bc表示监测点沉降距离；dc表示雷达监测点的沉降在视线上的投影，即gbsar获得的监测点在视线上的变形；ab线与ad线的夹角表示倾斜角，可以用α表示。根据图1中的几何关系，可知：dc＝bc
×
sinα，其中α表示倾斜角，由于cosα＝ab/ac，因此：
[0089][0090]
可以将距离每个gnss监测点最近的gbsar监测点雷达视线向的变形时间序列dc，以及ab和ac代入公式(1)即可获得该gbsar监测点的沉降时间序列bc。本发明实施例中可以将根据gbsar监测数据获得的沉降时间序列命名为s
ji
，下标i表示角反射器的编号，其中i＝1,2,3
…
n，n表示角反射器的数目，n的具体数值可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，n可以为10。
[0091]
本发明实施例中，考虑到gbsar仪器只能获得目标在雷达视线方向的变形，因此在将gbsar监测的变形时间序列与gnss沉降时间序列融合之前，须将gbsar监测的变形时间序列转换为监测点的沉降时间序列。本发明根据监测目标至雷达视线方向的距离和监测点与雷达平面方向的距离，计算天线波束的倾斜角，并距离每个gnss监测点最近的gbsar监测点雷达视线向的变形时间序列dc，以及ab和ac代入公式(1)即可获得该gbsar监测点的沉降时间序列。在实际应用中，监测目标至雷达视线方向的距离可以称为视距；监测点与雷达平面方向的距离可以称为平距。
[0092]
在本发明的一种可选实施例中，所述将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据，包括：将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型；将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；基于所述地面沉降模型获得目标监测点地面沉降的第三数据。
[0093]
本实施例中，将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型可以为将所述第一数据进行多项式拟合，获得地面沉降第一拟合模型；以及将所述第二数据进行多项式拟合，获得地面沉降第二拟合模型。作为一种示例，所述多项式拟合可以参照如下拟合公式(2)：
[0094]
s(t)＝p1×
t
n
p2×
t
n
‑1
…
p
n
×
t p
n 1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0095]
式(2)中，s为沉降时间序列，t为时间，n为拟合的多项式的阶数，p1、p2、p3、
…
p
n
、p
n 1
为多项式的系数。
[0096]
将所述第一数据进行多项式拟合，获得地面沉降第一拟合模型可以为将所述第一数据进行多次多项式拟合，获得地面沉降第一最佳拟合模型，将所述第一最佳拟合模型称为第一拟合模型。以及将所述第二数据进行多项式拟合，获得地面沉降第二拟合模型可以为将所述第二数据进行多次多项式拟合，获得地面沉降第二最佳拟合模型，将所述第二最佳拟合模型称为第二拟合模型。其中，所述第一拟合模型可以记为f
g
(t)，所述第二拟合模型可以记为f
j
(t)。
[0097]
在实际应用中，可以将n的初始值设为2，将时间t代入拟合的多项式，获得新的沉降序列s
n
，将s
n
与待拟合的沉降序列s
j
或s
g
相减，获得沉降残差序列c
n
，在此基础上计算c
n
的
标准差r
n
。为获得最佳的拟合阶数，须对沉降时间序列进行多次拟合。当|r
n
‑
r
n 1
|＜δ0时，其中δ0为判断n是否合适的预设值，此时n为最佳多项式阶数，停止拟合，否则，继续对n 1阶数的多项式进行拟合，以获得拟合模型。
[0098]
将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；其中，所述预设方式可以根据实际情况进行确定，在此不做限定。作为一种示例，所述预设方式可以为加权平均的方式。
[0099]
在本发明的一种可选实施例中，所述将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型，包括：根据所述第一拟合模型获得所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差以及根据所述第二拟合模型获得所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差；获得第三方差；根据所述第一方差、所述第二方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值和所述第二拟合模型的第二权重值；基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型确定所述融合后的地面沉降模型。
[0100]
根据所述第一拟合模型获得所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差可以为根据所述第一拟合模型计算所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差；其中，具体的计算过程可以参照方差计算公式，所述第一方差可以记为r
2g
。
[0101]
根据所述第二拟合模型获得所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差可以为根据所述第二拟合模型计算所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差；其中，具体的计算过程可以参照方差计算公式，所述第二方差可以记为r
2j
。
[0102]
获得第三方差可以为获得所述第一方差和所述第二方差中的最小值，将所述最小值作为第三方差。所述第三方差也可以称为单位权方差，该单位权方差可以记为r2。作为一种示例，假设r
2g
和r
2j
中的最小值为r
2j
，则r2为r
2j
。
[0103]
根据所述第一方差、所述第二方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值和所述第二拟合模型的第二权重值可以为根据所述第一方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值以及根据所述第二方差和所述第三方差确定所述第二拟合模型的第二权重值。其中，所述第一权重值可以记为p
g
；所述第二权重值可以记为p
j
；则p
g
＝r2/r
2g
，p
j
＝r2/r
2j
。
[0104]
基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型确定所述融合后的地面沉降模型可以为基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按加权平均的方式确定所述融合后的地面沉降模型。其中，所述加权平均的方式可以参照如下公式(3)：
[0105]
f(t)＝(p
g
×
f
g
(t) pj
×
f
j
(t))
×
(p
g
p
j
)
ꢀꢀ
(3)
[0106]
式(3)中，p
g
为第一权重值，p
j
为第二权重值，f
g
(t)为第一拟合模型，f
j
(t)为第二拟合模型，f(t)为融合后的地面沉降模型。
[0107]
在实际应用中，将时间带入以上融合后的地面沉降模型，可得gnss监测点和gbsar监测点融合后的沉降时间序列s
gj
，据此，获得目标监测点在选择时间范围内的沉降量以及某时间点的沉降量。
[0108]
在本发明的一种可选实施例中，所述根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据，包括：根据
所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根；获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的第三距离以及所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的第四距离；基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根；根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
[0109]
本实施例中，根据所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根可以为将所述第三数据投影回视线方向可获得目标监测点在视线方向的变形残差序列，基于所述变形残差序列计算视线向变形残差时间序列的均方根。为了方便理解，这里示例说明，假设第一雷达监测点为gnss监测点最近的gbsar监测点，则目标监测点可以为gbsar监测点，即gnss监测点最近的gbsar监测点；将距gnss监测点最近gbsar监测点的观测时间代入融合后的沉降模型，计算视线向变形残差时间序列的均方根，具体计算过程参照如下公式(4)、(5)、(6)。
[0110]
v
g
＝s
gj
‑
s
j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0111]
式(4)中，v
g
表示gbsar监测点沉降时间序列的残差序列，据此获得视线向变形残差时间序列：
[0112][0113]
式(5)中，v表示视线向变形残差时间序列，据此计算变形残差时间序列的均方根：
[0114][0115]
式(6)中，m表示变形时间序列的元素个数，v
i
表示构成数组v的元素。
[0116]
在实际应用中，第一均方根可以记为δ1，δ1也可以称为距gnss监测点最近的gbsar监测点至雷达视线向变形残差序列的均方根。
[0117]
获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的第三距离可以为获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的斜距。为了方便理解，这里以目标监测点为gnss监测点最近的gbsar监测点进行示例说明，所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的斜距可以记为ac1，ac1也可以称为距gnss监测点最近的gbsar监测点至雷达的斜距。
[0118]
获得所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的第四距离可以为获得所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的斜距。为了方便理解，这里将所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的斜距可以记为ac2，ac2也可以称为其他gbsar监测点至雷达的斜距。
[0119]
基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根可以为基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离按预设公式确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根。其中，所述预设公式可以根据实际情况进行确定。
[0120]
在实际应用中，主要考虑到由于gbsar观测误差随着视线距离的增大而增加，精度随着距离的增大而降低，因此，在其他gbsar监测点变形残差时间序列未知的情况下，可根据如下公式(7)、(8)计算其他gbsar监测点变形残差时间序列的均方根：
[0121][0122][0123]
上式中，ac1和δ1分别为距gnss监测点最近的gbsar监测点至雷达的斜距和视线向变形残差序列的均方根，ac2和δ2分别为其他gbsar监测点至雷达的斜距和视线向变形残差序列的均方根。
[0124]
根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据可以为根据所述第二均方根校正所述第二变形数据的误差，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。其中，所述误差可以为第二雷达监测点的变形时间序列的误差序列。
[0125]
在本发明的一种可选实施例中，所述根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据，包括：根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值；基于所述预设阈值和所述第二变形数据获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
[0126]
本实施例中，根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值可以为根据所述第二均方根对所述第二变形数据进行降噪处理，获得所述降噪处理的预设阈值。基于所述预设阈值和所述第二变形数据获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据可以为根据所述预设阈值对所述第二变形数据进行滤波，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；其中，所述第三变形数据可以为滤波后的变形时间序列。
[0127]
根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值可以理解为在已知其他gbsar监测点变形时间序列的误差序列的均方根的情况下，可利用小波分析法对变形时间序列进行降噪处理，获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值。其中，所述预设阈值可以为降噪阈值，该降噪阈值可以根据实际情况进行确定，该降噪阈值可以记为thr。
[0128]
在实际应用中，该降噪处理的具体过程可以为：
[0129]
第一步：利用matlab软件中的wavedec命令，对变形时间序列进行k层小波分解，其中k的初始值设置为2，得到小波分解系数[c,l]，其中c为小波分解系数，l为由k 1个数字组成的数组，按从小到大排列，分别表示每层小波分解系数的数目。
[0130]
第二步：利用软件中的命令，基于获得的小波分解系数[c,l]以及变形残差序列的均方根δ2，计算出对变形时间序列进行小波降噪所需的阈值thr。在实际应用中，该软件可以为matlab软件；该命令可以为小波变换命令，例如wbmpen命令。
[0131]
第三步：利用软件中的命令，基于以上获得的小波分解系数[c,l]、降噪阈值thr，以软阈值降噪的方式，对变形时间序列进行k层小波分解并进行阈值去噪，得到滤波后的变形时间序列s
kj
。
[0132]
第四步：令原始变形时间序列为s
0j
，将s
kj
与s
0j
相减，并将获得的序列根据上述公式(6)计算均方根δ2，当δ2大于提前设置的阈值δ1时，则k数值加1，令滤波后的变形时间序列s
kj
为s
0j
，反复重复第一步至第四步操作步骤，直至δ2<δ1，以确定最终滤波后的变形时间序
列s
kj
。
[0133]
在本发明的一种可选实施例中，所述基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量，包括：根据多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型；基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量。
[0134]
本实施例中，根据多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型可以为将多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据投影到垂向，获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型。在实际应用中，将多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据投影到垂向，获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型可以为获得每个所述第二雷达监测点至雷达监测器的斜距和平距；基于每个所述第三变形数据、所述斜距和所述平距按预设公式获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型。为了方便理解，这里示例说明，所述斜距可以记为ac，所述平距可以记为ab，所述第三变形数据可以记为f
kj
(t)，所述预设公式可以参照如下公式(9)：
[0135][0136]
式(9)中，f'
ji
(t)为沉降模型。
[0137]
在实际应用中，可以将观测时间代入如上公式(9)中，可得每个第二雷达监测点较为准确的沉降时间序列，据此可获得该第二雷达监测点在选择时间范围内的沉降量以及某时间点的沉降量。
[0138]
基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量可以为将观测时间代入多个所述沉降模型，获得所述地面的沉降量。其中，所述地面的沉降量可以理解为监测区域对应地面的沉降量。
[0139]
本发明实施例，针对gnss测量高程精度差，对地面微变形不敏感、小范围区域空间分辨率低以及gbsar观测值受大气延迟影响等问题，本发明提出联合gnss技术以及gbsar技术进行小范围区域的地面沉降监测。利用gbsar技术弥补gnss技术低空间分辨率的缺陷，并通过融合两种技术的沉降监测数据，对其他gbsar监测点的变形时间序列进行校正。
[0140]
为了方便理解，这里以地面沉降监测方法为联合gnss和地基雷达干涉测量技术进行区域地面沉降监测的方法进行示例说明，具体通过gnss技术和gbsar技术分析某段铁路路基两侧区域的沉降，具体步骤如下：
[0141]
第一步：在该铁路路基监测区域最靠近铁轨处布设两个gnss监测站，分别编码为g
01
和g
02
；在监测区域附近150米且地势较高处架设gbsar监测仪器并安装gnss基准站。并且，在gnss监测站旁安置角反射器，此外在测区其他位置均匀布设9个角反射器,将所有的角反射器依次编号，编号分别为j
01
、j
02
、
…
、j
10
，其中j
01
和j
06
分别为距g
01
和g
02
最近的角反射器。具体监测点分布如图3所示，图3为本发明实施例一种地面沉降监测方法中卫星监测点和雷达监测点的示意图。
[0142]
第二步：利用gnss
‑
rtk接收机测量所有角反射器以及gbsar仪器安置点的坐标，以此计算出雷达与所有角反射器之间的平距。
[0143]
第三步：设置好gbsar相关参数后，gbsar仪器和gnss监测站开始采集数据。
[0144]
第四步：利用gbsar仪器自带软件对gbsar采集观测数据进行处理，通过图像配准、干涉测量、干涉图滤波、相位解缠、大气改正等步骤，最终得到所有角反射器所在的监测点在视线向的变形时间序列。作为一种示例，图4为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
角反射器所在的监测点在视线向的变形时间序列示意图；如图4所示；
[0145]
第五步：利用gbsar监测仪器自带软件获得所有角反射器距仪器视线上的距离。根据上述公式(1)将视线上的变形时间序列变换为垂直向的沉降序列：s
j1
、s
j2
、s
j3
、
…
s
j10
。作为一种示例，图5为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
角反射器所在的雷达监测点的沉降时间序列的示意图；如图5所示；横坐标表示时间；纵坐标表示变形量。
[0146]
第六步：选择与gbsar监测点相同的观测时间起点及时间段内两个gnss监测点的观测数据，利用rtk技术计算该时间段内gnss监测点在大地坐标系下的坐标(b,l,h)。将该时间段第一个时间点作为参考时间点，该时间段内所有时间点的大地高与参考时间点的大地高相减，并将所有的结果按照时间顺序排列，获得gnss测站在该段时间内的沉降时间序列s
g1
和s
g2
。作为一种示例，图6为本发明实施例一种地面沉降监测方法中g
01
卫星监测站所在的卫星监测点的沉降时间序列的示意图；如图6所示；横坐标表示时间；纵坐标表示变形量。
[0147]
第七步：利用matlab软件中的polyfit命令根据公式(2)对gnss监测站g
01
及距其最近的角反射器j
01
的沉降时间序列进行多项式拟合，获得各自最佳的沉降模型，其中g
01
及j
01
的多项式如公式(10)和(11)所示。将时间代入沉降模型中，获得拟合后的沉降序列。在此基础上，分别获得gnss监测点和角反射器沉降残差序列的方差r
2g
和r
2j
，并将其中的最小值作为单位权方差r2，分别获得这两个沉降模型的权。根据公式(3)对g
01
和j
01
的沉降模型进行加权平均，获得融合后的沉降模型，如公式(12)所示。将观测时间带入融合后的沉降模型，可得gnss监测点和gbsar监测点融合后的沉降时间序列s
gj
，如图7所示，图7为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
01
监测点的沉降时间序列以及j
01
监测点与gnss监测点融合后的沉降时间序列的示意图，11为j
01
监测点的沉降时间序列，12为j
01
监测点与gnss监测点融合后的沉降时间序列。据此，获得gnss或gbsar监测点在选择时间范围内的沉降量以及某时间点的沉降量。
[0148]
f
g
(t)＝
‑
2.15
×
10
‑
11
×
t4 5.73
×
10
‑4×
t3 718
×
t2‑
1.96
×
109×
t 8.33
×
10
14
ꢀꢀ
(10)
[0149]
f
j
(t)＝
‑
2.31
×
10
‑
13
×
t4 9.41
×
10
‑4×
t3‑
934.07
×
t2‑
1.60
×
108×
t 2.48
×
10
14
ꢀꢀ
(11)
[0150]
f(t)＝(0.53
×
f
g
(t) 1
×
f
j
(t))
×
(1 0.53)(12)
[0151][0152]
第八步：将j01监测点的观测时间代入融合后的沉降模型，获得j
01
角反射器的沉降序列，根据公式(4)
‑
(6)计算出j
01
视线向变形残差时间序列的均方根δ1。由于距j
01
、j
02
、
…
j
05
最近的gnss监测点为g
01
，因此可基于j
01
的残差时间序列的均方根δ1对j
02
、
…
j
05
角反射器视线向的变形时间序列进行滤波。利用gbsar仪器自带数据处理软件获得j
02
、
…
j
05
角反射器距雷达的视线向距离，结合第(2)步获得的平距，根据公式(7)
‑
(8)计算出角反射器的均方根，然后利用matlab软件wavedec命令对j
02
、
…
j
05
角反射器的变形时间序列进行小波分解。根据获得的均方根，利用matlab软件wbmpen命令计算出小波降噪的阈值，最后，利用matlab软件wdencmp命令对j
02
、
…
j
05
的变形时间序列进行小波阈值降噪，获得j
02
、
…
j
05
监测点滤波后的变形时间序列。作为一种示例，图8为本发明实施例一种地面沉降监测方法中j
02
监测点滤波前和滤波后的变形时间序列示意图，如图8所示，21为j
02
监测点滤波前的变形时间序列；22为j
02
监测点滤波后的变形时间序列；横坐标表示时间，纵坐标表示变形量。
[0153]
第九步：将以上小波阈值降噪后的角反射器视线向变形时间序列，利用matlab软件进行多项式拟合，获得变形模型，j
02
的变形模型如下：
[0154]
f
8j
(t)＝
‑
2.80
×
10
‑9×
t3 84.16
×
t2‑
1.24
×
t 4.59
×
10
13
ꢀꢀ
(13)
[0155]
第十步：根据公式(9)将视线向的变形模型换算到垂向，获得j02、
…
j05角反射器较为准确的沉降模型。j02的沉降模型如下。
[0156]
f'
j02
(t)＝8
×
f
8j
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)
[0157]
第十一步：基于gnss监测站g02的沉降时间序列，及其附近角反射器j06、j07、
…
j010监测点的变形时间序列、距雷达的斜距以及平距，按照以上相同的步骤处理，获得角反射器j06、j07、
…
j010监测点较为准确的沉降模型。
[0158]
第十二步：将观测时间代入所有角反射器的沉降模型，获得该区域的沉降量。
[0159]
采用本发明实施例的技术方案，首先将gnss监测点及距其最近的gbsar监测点的沉降时间序列进行融合，获得关键监测点最佳的沉降拟合曲线。其次，根据融合后的沉降时间序列，获得其他gbsar监测点的变形时间序列的误差序列。最后，利用小波变换对gbsar监测点的变形时间序列进行降噪处理，获得监测区较为准确的形变场。与以往的gbsar区域变形监测相比，该方法联合了gnss技术以及gbsar技术，克服了gbsar变形监测中误差被放大的缺点，提高了gbsar变形监测的精度。
[0160]
本实施例提出一种地面沉降监测装置，图9为本发明实施例地面沉降监测装置的组成结构示意图，如图9所示，所述装置20应用于检测设备；所述检测设备包括卫星监测站和监测反射器反射雷达信号的雷达监测器；所述卫星监测站设置在卫星监测点；所述卫星监测站周围布设多个雷达监测点；每个所述雷达监测点设置所述反射器；所述装置20包括：第一获得单元201、第二获得单元202、融合单元203、校正单元204和确定单元205，其中：
[0161]
所述第一获得单元201，用于通过所述雷达监测器获得第一雷达监测点在雷达视线方向的第一变形数据；根据所述第一变形数据获得所述第一雷达监测点地面沉降的第一数据；所述第一雷达监测点为所述多个雷达监测点中的任一雷达监测点；
[0162]
所述第二获得单元202，用于通过所述卫星监测站获得所述卫星监测点地面沉降的第二数据；
[0163]
所述融合单元203，用于将所述第一数据和所述第二数据进行融合处理，获得目标监测点地面沉降的第三数据；所述目标监测点为所述第一雷达监测点与所述卫星监测点等价的监测点；
[0164]
所述校正单元204，用于根据所述第三数据校正第二雷达监测点在雷达视线方向的第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据；所述第二雷达监测点为所述多个雷达监测点中除所述第一雷达监测点以外的任意雷达监测点；
[0165]
所述确定单元205，用于基于多个所述第三变形数据确定所述地面的沉降量。
[0166]
在其他的实施例中，所述第一获得单元201，还用于获得所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在视线方向的第一距离以及所述雷达监测器与所述第一雷达监测点对应的所述反射器在水平线方向的第二距离；基于所述第一变形数据、所述第一距离和所述第二距离确定所述第一雷达监测点的地面沉降第一数据。
[0167]
在其他的实施例中，所述融合单元203，还用于将所述第一数据和所述第二数据分别进行拟合处理，获得地面沉降第一拟合模型和地面沉降第二拟合模型；将所述第一拟合模型和所述第二拟合模型按预设方式进行融合处理，获得融合后的地面沉降模型；基于所述地面沉降模型获得目标监测点地面沉降的第三数据。
[0168]
在其他的实施例中，所述融合单元203，还用于根据所述第一拟合模型获得所述第一雷达监测点的沉降残差序列的第一方差以及根据所述第二拟合模型获得所述卫星监测点的沉降残差序列的第二方差；获得第三方差；根据所述第一方差、所述第二方差和所述第三方差确定所述第一拟合模型的第一权重值和所述第二拟合模型的第二权重值；基于所述第一权重值、所述第二权重值、所述第一拟合模型和所述第二拟合模型确定所述融合后的地面沉降模型。
[0169]
在其他的实施例中，所述校正单元204，还用于根据所述第三数据获得所述目标监测点的变形残差序列的第一均方根；获得所述雷达监测器与所述目标监测点对应的反射器在视线方向的第三距离以及所述雷达监测器与所述第二雷达监测点对应的反射器在视线方向的第四距离；基于所述第一均方根、所述第三距离和所述第四距离确定所述第二雷达监测点的变形残差序列的第二均方根；根据所述第二均方根校正所述第二变形数据，获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
[0170]
在其他的实施例中，所述校正单元204，还用于根据所述第二均方根获得对所述第二变形数据进行降噪处理的预设阈值；基于所述预设阈值和所述第二变形数据获得所述第二雷达监测点校正后的第三变形数据。
[0171]
在其他的实施例中，所述确定单元205，还用于根据多个所述第三变形数据中的每个所述第三变形数据获得每个所述第三变形数据对应所述第二雷达监测点的沉降模型；基于多个所述沉降模型获得所述地面的沉降量。
[0172]
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
[0173]
需要说明的是，本发明实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的一种地面沉降监测方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台地面沉降监测设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0174]
对应地，本发明实施例提供一种地面沉降监测设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例提供的一种地面沉降监测方法中的步骤。
[0175]
对应地，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的一种地面沉降监测方法中的步骤。
[0176]
这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描
述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本发明方法实施例的描述而理解。
[0177]
需要说明的是，图10为本发明实施例中地面沉降监测设备的一种硬件实体结构示意图，如图8所示，该地面沉降监测设备300的硬件实体包括：处理器301和存储器303，可选地，所述地面沉降监测设备300还可以包括通信接口302。
[0178]
可以理解，存储器303可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)、可编程只读存储器(prom，programmable read
‑
only memory)、可擦除可编程只读存储器(eprom，erasable programmable read
‑
only memory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read
‑
only memory)、磁性随机存取存储器(fram，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd
‑
rom，compact disc read
‑
only memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram，random access memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(sram，static random access memory)、同步静态随机存取存储器(ssram，synchronous static random access memory)、动态随机存取存储器(dram，dynamic random access memory)、同步动态随机存取存储器(sdram，synchronous dynamic random access memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram，double data rate synchronous dynamic random access memory)、增强型同步动态随机存取存储器(esdram，enhanced synchronous dynamic random access memory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram，synclink dynamic random access memory)、直接内存总线随机存取存储器(drram，direct rambus random access memory)。本发明实施例描述的存储器303旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
[0179]
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器301中，或者由处理器301实现。处理器301可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器301中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器301可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp，digital signal processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器301可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器303，处理器301读取存储器303中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
[0180]
在示例性实施例中，地面沉降监测设备可以被一个或多个应用专用集成电路(asic，application specific integrated circuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld，programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld，complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field
‑
programmable gate array)、通用处理器、控制器、微控制器(mcu，micro controller unit)、微处理器(microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。
[0181]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个观测量，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其他形式的。
[0182]
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例的目的。
[0183]
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0184]
或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台地面沉降监测设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0185]
本发明是实例中记载的基于地面沉降监测方法、装置和计算机存储介质只以本发明所述实施例为例，但不仅限于此，只要涉及到该基于地面沉降监测方法、装置和计算机存储介质均在本发明的保护范围。
[0186]
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0187]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0188]
以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。