ПОВИШАВАНЕ КАЧЕСТВОТО НА ИНФОРМАЦИЯТА, ПОЛУЧАВАНА ОТ РАДАРИ СЪС СИНТЕЗИРАНА АПЕРТУРА, ПОСРЕДСТВОМ СЪВМЕСТНО ИЗПОЛЗВАНЕ НА ТРИСТЕННИ ОТРАЖАТЕЛИ И GNSS ИЗМЕРВАНИЯ
Проф. д-р инж. Христо Николов, доц. д-р инж. Константин Методиев, ИКИТ – БАН проф. д-р инж. Мила Атанасова, НИГГГ – БАН д-р инж. Иван Калчев, „ Гео плюс“ ЕООД
SUMMARY
Over the past two decades, satellite remote sensing( RS) techniques have become indispensable for investigating land surface dynamics, particularly geodynamic processes of varying magnitudes, including earthquakes, tectonic deformations, landslides, and subsidence phenomena. The increasing application of RS in geodynamic studies is primarily driven by advancements in spaceborne synthetic aperture radar( SAR) technology, the development of high-precision RS instruments, improvements in computational processing capabilities, and the continuous refinement of SAR data analysis methodologies. A key data source within the Copernicus program is the Sentinel-1( S-1) satellite, which provides consistent SAR observations independent of atmospheric conditions. Differential interferometric synthetic aperture radar( DInSAR) and its advanced derivatives enable the extraction of both topographic information and precise measurements of surface displacements. However, in non-urbanized areas, where natural reflectivity is often insufficient for reliable phase measurements, the deployment of artificial passive persistent reflectors— commonly referred to as corner reflectors( CRs)— is necessary to enhance data accuracy. These reflectors serve as stable, high-backscatter reference points, improving the reliability of interferometric phase measurements. To the best of our knowledge, no such passive reflectors have been established in Bulgaria to support SAR-based deformation monitoring. To address this limitation we designed, developed, and implemented a pilot network of six CRs at selected locations. This study presents the technical specifications, deployment methodology, and preliminary results from the newly established CR network, with a focus on its application in monitoring surface deformations.
Keywords: SAR data, surface displacements, passive reflectors design, stable backscatter.
РЕЗЮМЕ
През последните две десетилетия използването на методи и технологии за изследвания на земната повърхност от спътници за изучаване на протичащите процеси по нея и по-конкретно за получаване на информация за движенията на земната повърхност, дължащи се на геодинамични процеси с различни магнитуди( земетресения, тектонични движения, свлачища и процеси на срутване и т. н.), стана повсеместно поради повече налични данни от радари със синтезирана апертура( РСА). Основната движеща сила за това увеличаване на приложението на спътници в околоземна орбита при изучаване на споменатите процеси са технологичният прогрес в космическата индустрия, създаването на апаратурни комплекси, разположени на спътници за наблюдение на различни обекти от земната повърхност с по-добра пространствена разделителна способност, подобряването на изчислителните възможности на съвременните компютърни системи, както и все по-широкото и широко разпространено развитие на иновативни методи за обработка на РСА данни.
Сателитът Sentinel-1( S-1), на който е разположен РСА, е един от източниците на данни за тематичните категории по програма Коперник, и който има за задача да осигурява надеждни данни независимо от атмосферните условия и слънчева светлина. След тематичната им обработка с помощта на метода на диференциалната интерферометрия( DInSAR), неговите подобрения и времеви серии от интерферограми е възможно да се получи информация за текущото състояние на релефа на земната повърхност, както и за настъпилите премествания по нея, дължащи се на разнообразни по произход събития. За да се повиши качеството на тази информация за неурбанизирани територии, е необходимо да се разположат изкуствени, пасивни устойчиви отражатели( известни също като тристенни ъглови отражатели- ТО) с проверени характеристики на обратно разсейвания радарен сигнал на добре известни местоположения. И тъй като на територията на България, доколкото е известно на авторите, няма разположени такива пасивни отражатели, от типа описан по-горе, които се използват за подобряване на надеждността на информацията, получена при обработката на РСА данни от S-1, бяха проектирани, разработени и внедрени в експлоатация шест броя ТО, образуващи пилотна мрежа. В тази статия представяме техническите параметри на ТО, процеса на настройка на ТО, както и първите резултати след разполагането им на избрано място за изследване на премествания по земната повърхност.
Ключови думи: РСА данни, премествания по земната повърхност, проектиране на пасивни отражатели, стабилно обратно разсейване.
1. ВЪВЕДЕНИЕ
Територията на България от сеизмична и тектонична гледна точка се счита за активна зона, като това твърдение се потвърждава от различни източници [ 11 ]. Резултатът от тези внезапни или бавни движения на повърхността са повърхностни премествания, регистрирани от геодезически изследвания, използващи конвенционални техники като нивелация или други, често допълвани от GNNS измервания. Тези регистрации се правят в специално създадени и поддържани геодезически мрежи, често в близост до природни феномени, като добре проучени разломи [ 13 ] и в свлачищни райони [ 3 ], както и около критични инфраструктурни обекти – язовири [ 5 ], промишлени предприятия [ 2 ], мостове [ 1 ] и др. Геодезическите методи предлагат висока прецизност и надеждност, но получаваната от тях информация отразява състоянието на доста ограничени площи, а освен това
20 ГКЗ 5-6’ 2025