【技術】高鐵基礎變形如何監測？InSAR技術，鹽通高鐵為例

摘要

針對傳統的高鐵基礎變形監測方法費時費力、且效率低下問題，探討了采用InSAR技術進行高鐵基礎變形監測，以鹽通高鐵為例，基于ComSAR方法實現了高鐵沿線相干目標點面狀覆蓋，通過分析高鐵沿線基礎變形特征，發現鹽通高鐵沿線5處明顯變化區域，均為路基地段。將ComSAR方法的結果與傳統高鐵基礎變形CPIII測量方法的結果進行對比驗證，對高鐵沿線4 842組ComSAR結果與CPIII結果的差值進行統計，符合正態分布，兩者結果的平均誤差為3.8 mm、中誤差為5.0 mm。研究結果表明：基于ComSAR方法的高鐵基礎變形監測結果與傳統的CPIII測量結果較為吻合，該方法具有效率高、成本低等優勢，其監測結果的時間序列更有利于以較高的時間分辨率發現高鐵沿線形變的演化過程。

引用

[1] 杜釗鋒,郝宗澤,王建方,等. 基于ComSAR的鹽通高鐵基礎變形監測研究[J]. 測繪科學, 2025, 50 (11): 48-55.

DOI:10.16251/j.cnki.1009-2307.2025.11.006.

引言

針對高鐵線狀工程的變形監測來說，高鐵線路的基礎變形包括橋梁段和路基段，兩者由于結構差異其變形特征也不同 [2-3] ,準確監測和評估基礎變形對于高鐵線路的安全和穩定運行至關重要。傳統的高鐵基礎變形監測采用逐級布網的方式 [4-5] ,平面控制網由CPI、CPII、CPIII構成，高程控制網由線下水準、上下高程傳遞、線上水準構成，此種測量布網方式耗時長、耗費了極大的人力成本，且效率低下。

InSAR技術作為新型空間大地測量技術手段，具有快速獲取大范圍地表形變的技術優點。研究均表明，采用時序InSAR技術可及時、高效地監測高速鐵路沿線區域的沉降情況。有文獻采用PS-InSAR方法監測高鐵沿線地表沉降，其監測點位稀疏，實際分布在高鐵線路上的相干目標點位較少，難以得到精準的監測結果。有文獻將分布式目標融入傳統時序InSAR分析中極大擴展了InSAR技術的應用范圍。但針對高鐵線路分布式目標時序InSAR形變監測的研究相對較少，導致高鐵線路上識別出的相干目標點較少，且未與傳統高鐵基礎變形監測結果進行對比驗證。

本文以鹽通高鐵為例，探討采用ComSAR方法開展高鐵線路上基礎變形監測，進一步分析鹽通高鐵線路基礎變形特征，并與傳統的高鐵基礎變形監測結果(CPIII網)進行對比驗證，研究方法和思路對運營期高鐵基礎變形監測具有實際的指導意義。

主要圖表

圖1 基于ComSAR算法的PSDS時序InSAR數據處理流程

圖2 形變量分解的轉換關系圖

圖3 分區數據處理范圍和形變參考點

圖4 PS方法和ComSAR方法識別的相干目標點展示效果

圖5 ComSAR累計變化量結果與CPIII結果分析

圖6 典型區域ComSAR結果時間序列

圖7 典型區域ComSAR累計變化結果與CPIII

結束語

本文探討了基于ComSAR算法的InSAR高鐵基礎變形監測方法，分析了SAR干涉測量形變量分解的轉換思路。以鹽通高鐵為例，利用ComSAR算法進行了分區數據處理，分析高鐵沿線基礎變形特征，發現鹽通高鐵沿線5處明顯變化區域，均為路基地段。研究結果表明：基于ComSAR算法的InSAR技術能夠在高鐵沿線識別出更多的相干目標點，在相同的參考基準條件下，對ComSAR結果和傳統的高鐵變形監測CPIII結果進行對比驗證，兩者結果較為吻合，兩者差值的平均誤差3.8 mm、中誤差5.0 mm。高鐵沿線基礎變形ComSAR監測技術方法具有高效率和低成本的優勢，其較高的時間分辨率能夠發現高鐵沿線形變的演化過程，對保障運營期高鐵安全運營具有實際意義。

來源：測繪學術資訊