形变监测就是用测量手段盯着建筑物、地表或设施有没有发生位移、沉降或倾斜‌，核心目的是及时发现安全隐患，保障工程和地质环境稳定。合成孔径雷达干涉测量（InSAR）与全球导航卫星系统（GNSS）是当前地表形变监测领域应用最广泛的两类空间大地测量技术，‌在老旧桥梁、大坝、基坑、边坡、滑坡高风险区、矿区采空区等多个工程场景中实现了连续监测，提前发现异常形变趋势。‌‌但InSAR与GNSS技术在观测模式、数据特性与适用场景上存在本质核心差异，是当前工程结构健康监测中互补性极强的两类核心技术手段。

一、技术原理

1‌、InSAR‌是通过卫星向地面主动发射雷达信号，接收地面目标反射的回波信号，利用同一区域两幅及以上SAR影像的相位差反演地表形变，测量路径为卫星-地面目标的双向往返距离。

2、GNSS‌是通过地面接收机同步接收4颗及以上导航卫星的无线电信号，基于后方交会几何原理解算监测点的三维坐标，测量路径为卫星到接收机的单向信号传播距离。

二、监测部署

1、‌InSAR形变监测无需在观测区域地面布设任何观测设施，仅依赖卫星过境获取影像数据，野外部署成本极低，可覆盖人类难以抵达的危险区域。

2、GNSS监测必须在每个监测点安装GNSS接收机与对空天线，配套供电、通信模块，野外施工与长期运维成本较高。

三、监测能力

1、InSAR可获取面状连续二维形变场，单景影像覆盖范围可达数百平方公里；在时间连续性方面，InSAR是非连续观测，依赖卫星重访周期(通常数天至十数天)，无法实时输出数据；无法直接得到绝对形变量，需通过参考点校正后解算相对形变；主要获取雷达视线向(LOs)的一维形变信息；监测精度方面，时序InSAR的形变速率监测精度可达毫米级/年。

2、GNSS仅能获取离散单点的形变数据，无法得到区域连续变形场；支持24小时连续自动观测，实时传输位移数据；可直接输出监测点的绝对位移矢量；可同时输出经度、纬度、高程三个方向的三维形变结果；监测精度方面，GNSS采用RTK/PPK技术可实现级毫米级甚至亚毫米级的实时定位精度。

四、技术局限及应用场景

‌1、InSAR形变监测易受大气延迟、植被覆盖、地形起伏导致的失相干影响，数据处理流程复杂，时间分辨率受卫星重访周期限制，无法实现实时监测。主要优势应用场景是大范围区域地表沉降普查、城市地面沉降监测、大范围滑坡隐患早期识别、地震同震形变场提取，适合在无地面设施的区域开展广域形变摸底。

‌2、GNSS‌信号易受城市峡谷、隧道、茂密植被遮挡导致失锁，单点监测成本高，难以实现高密度、大范围的面状覆盖。应用场景主要是桥梁/大坝/高边坡等重点工程的实时安全预警、地质灾害点的高频位移监测、基准站高精度坐标维持，适合对单点监测时效性、绝对精度要求高的场景。

‌五、中交路桥科技形变监测

中交路桥科技在InSAR应用方面具有较强的科研实力及工程应用经验，公司科研项目《联合时序InSAR与三维扫描技术的地铁沿线形变精细化监测与损害预警》获得河北省科学技术厅相关专家国际领先的认证。公司参与的《北斗协同InSAR城市基础设施智能监测装备研发与全生命周期管控关键技术》项目获得中国卫星导航定位协会科学技术二等奖。

中交路桥科技-科技成果鉴定（InSAR）

中交路桥科技-技术科技进步奖（InSAR）

在GNSS监测应用方面，中交路桥科技基于RTK/PPK高精度定位技术、MEMS传感器技术、通信技术及嵌入式系统技术，自主研发的高集成、低功耗地表位移监测设备（GNSS），主机采用一体化设计，易于安装、维护，超低功耗设计，减少供电配置，降低整个监测系统的建设及运维成本，已经在多个工程场景中取得了较好的成果。

‌中交路桥科技-矿山边坡形变监测（GNSS）