本文针对高速铁路沿线的沉降监测问题，探索利用时序差分雷达干涉测量技术建立适合高速铁路沿线区域沉降测量的干涉数据处理流程，发现京津高速铁路部分区段在运营期沿线区域沉降变形的特征和规律，为运营期高速铁路的稳定性评价提供科学依据。

该方法的研究对于人类不便于进行地面常规测量的山区铁路、高原冻土区铁路的长期、高效监测都具有重要的意义，对于类似的公路、地面管线设施等大型线性地物沿线的区域形变监测都具有同样的应用价值。

本研究通过与合作研究者/用户密切合作，根据高速铁路变形监测需求，在实验区设置固定水准点，进行长期观测，获取高精度的地面沉降数据。

再选取对应时间区间（2007年-2010年）的ENVISAT数据，采用时间序列干涉合成孔径雷达技术处理这些SAR数据，得到沉降值。

将SAR数据获取的沉降值与精密水准测量获取的沉降数据进行对比分析，实现对时间序列干涉合成孔径雷达技术在高速铁路沉降检测的可行性的评估。

本研究以京津城际铁路靠近天津的区域作为目标。

天津地处华北平原的东北端，存在大面积不均匀沉降，高速铁路的运营也对这些沉降带来了影响，本研究将着重提取并研究这些变化。

2007年以来，铁道第三勘察设计院在铁路沿线500米范围布设了多个永久水准点，进行了多次精密测量，本研究使用了其中的9期数据作为真值。

本研究使用2007年4月至2010年10月的25幅ASAR数据，提取了该区域的沉降。

将二者数据进行比对，得出使用ASAR 监测铁路沉降的可行性，并分析了这些沉降的规律。

本次实验以ENVISAT ASAR数据为基础，具体实验步骤如下：
1. 数据获取。

收集符合要求的影像数据集和对应时间段的水准数据。

2. 选取干涉数据组合。

按照影像自由组合形成干涉对的策略，选取最优的干涉影像集。

3. 生成序列差分干涉图。

对选取的各个干涉影像对进行影像配准，生成干涉图和相干图，利用SRTM DEM数据与生成的干涉图进行差分处理，得到差分干涉图。

4. 构建和解求沉降模型。

根据实验区内形变场的形变特征和时间序列影像集的干涉对组合策略，构建函数模型和随机模型，对模型的解算分时间维相位解缠和空间维相位解缠。

5. 提取实验结果。

提取高速铁路沿线沉降结果。

6. 形变结果的评估。

将时序差分雷达干涉测量技术提取的形变结果与水准结果进行比对和检校，评估基于时间序列SAR影像的地表形变监测方法的可行性，根据结果分析高铁运营对沿线地面沉降的影响和规律。

实验结果证明了InSAR结果与水准监测结果一致，线性回归分析得到二者的相关系数为0.805证明了InSAR结果的可靠性。

从铁路纵断方向和横断方向进行了高铁沉降与区域沉降的差异性分析。

提取了高铁线纵断剖面以及与高铁平行的纵断线位处的沉降，证明高铁线上沉降与区域沉降存在明显差异，离高铁线越远，这种差异越明显；提取了高铁线横断剖面以及与高铁垂直的横断线位处的沉降，证明区域沉降与高铁沉降差异明显，在时序序列的前半部分，高铁沉降速率小于地面沉降，在后半部分，高铁沉降明显加速，比地面沉降快。

本研究达到了预期目标，获取了InSAR结果和水准监测结果，对这些形变的成因和规律进行了分析。

由于地表形状复杂、地形变化和植被覆盖等原因，局部地区提取的PS点较少，影响了形变的提取。

将来考虑使用角反射器增加控制点的数目。

随着中国高铁建设和运营里程的不断增加，以及Sentinel-1A等卫星的运行，本研究组将在更大的范围，使用更多的数据对高铁设计、建设和运营等全过程进行沉降监测的研究。