项目名称复杂环境地表形变监测空天地协同感知关键-河海大学科技处.pdfVIP

一、项目名称 复杂环境地表形变监测空天地协同感知关键技术与应用 二、推荐单位 河海大学 三、项目简介 1、主要技术内容： 我国大型水电工程一般位于复杂的地质环境和特殊的自然气候环境区 域，这使得工程区域崩塌、滑坡等突发性地质灾害发生较为普遍，因而研究复杂、灾害环境 下重大工程的安全监测具有重大的理论意义和工程价值。 本项目针对大型水电工程环境复杂、 植被茂密、区域范围广等关键技术问题，以确保重大工程的安全性为目的，开展全球卫星导 航系统（ GNSS）与合成孔径雷达干涉测量（ InSAR ）综合方法以及无人机和卫星遥感监测技 术相结合的研发及工程实践，形成完整的空天地立体化协同感知地表形变监测理论与技术体 系。项目成果经鉴定，整体技术具有国际先进水平，其中高精度形变监测传感器处于国际领 先水平。主要的技术内容如下： （1）研发了空基和地基一体化的 GNSS 高精度形变监测方法体系，建立伪卫星增强 GNSS 精密定位模型，突破常规 GNSS 技术在水电工程深山峡谷区域定位精度下降甚至无法 定位解算的技术难题。 （2 ）创建了大型水电工程区域复杂地质和气候环境下多源信息协同感 知的形变提取技术，发展 GNSS及数值气象模型 InSAR 大气延迟改正技术，提出地面信息辅 助 InSAR 相位解缠方法，突破单一形变监测系统时空分辨率低的瓶颈，提高了地表形变监测 的精度、效率和可靠性。 （3 ）研发了基于无人机与卫星遥感综合的多尺度监测技术，发明多 旋翼飞行器的气动模型辅助导航、飞行器惯性 / 气动模型组合导航技术，突破 GNSS 弱信号环 境下飞行器自主导航；基于无人机和卫星遥感的地面测量信息，结合水电工程区域地质资料 参数及形变监测数据，创建了精确的边坡形变稳定分析模型，进而揭示水电工程滑坡时空演 变规律与影响机制。 （4 ）基于我国自主研发的北斗卫星导航系统和地基增强系统，利用开发 的不确定噪声参数最优滤波估计和分布消元法解算整周模糊度等核心技术，创新性实现了复 杂环境水电工程区域北斗导航卫星毫米级形变监测精度， 打破了美国 GPS在我国卫星导航系 统的统治地位，突破了北斗卫星导航系统精度较低的技术劣势，为实现北斗在国内全面替代 GPS、完成 “弯道超车 ”奠定了基础。 2、授权专利及专著： 授权发明专利 14 项，出版专著 2 部，国家标准 1 部，软件著作权 6 项，发表 SCI 论文 16 篇， EI 论文 10 篇。 3、技术经济指标： 地表形变监测精度达到：水平方向 2～3mm，垂直方向 3～5mm。研 究成果已成功用于云南小湾等多个大型水电站及南水北调东线工程平原水库，累计节支总额 及新增利润 5.82 亿元。 四、主要完成单位及创新推广贡献 主要完成单位 创新推广贡献 策划、提出研究课题， 在项目论证阶段就与相 关科研院所、 企业合作开展系列科学研究， 成 立专家组对科技创新等问题进行咨询， 大力推 河海大学 广应用新技术。 采用了 GNSS、时序 InSAR 和 无人机空天地协同感知综合测量技术， 克服了 大型水电工程形变监测环境复杂、植被茂密、 区域范围广等众多技术难题。 负责研发无人机航测平台用于水电工程