随着中国经济的发展,轨道交通作为重要的运输手段之一,对我国国民经济发展具有重大价值。如果高速铁路发生形变,将会导致线路形变等灾难性后果,轻则影响列车正常行驶,重则导致事故发生。传统的水准测量需要大量的人力、物力和资源,并且易受天气等其他因素的干扰。在现代地形形变检测方法中,微波遥感技术是其中一种重要的测量手段。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)测量具有全天候、全时段的特点,并且利用干涉SAR测量技术可获得地面微小形变变化,但该技术需要星载或者机载平台,并且数据处理复杂、计算量大。针对上述提出的问题,本文研究了一种基于相位分析的轨道形变测量新方法,该方法直接利用布设于列车上的雷达提取回波延时和相位信息,通过求解定标点距离方程得到雷达的三维坐标信息,并计算轨道形变量,能够到达与干涉技术相似甚至更高的测量精度。对此,本文核心工作和创新如下:1.介绍了合成孔径雷达成像中常用的脉冲压缩技术,分析了影响SAR成像的距离向分辨率和方位向分辨率的因素,描述了三种常见的SAR成像算法:距离多普勒算法、Chirp Scaling算法以及后向投影算法,并给出了后向投影算法的优势。2.分析了基于干涉SAR形变检测。描述了干涉SAR成像基本原理,以及其常见的工作模式。介绍干涉SAR测量系统相干性基本概念,并且说明了几种利用SAR进行形变测量的基本方法。最后利用实验仿真验证了干涉SAR形变测量效果。3.讨论了基于多基线雷达形变检测方法。首先详细介绍了的系统结构和系统模型,利用四部天线对形变进行检测。然后探讨了天线发射信号的选择,为了满足高精度测距和解决距离模糊问题,本文将联合脉冲压缩和扫频技术以提取更为精确的距离信息。接着根据系统模型对形变量进行了解算,并明确了基于多基线雷达形变检测方法的算法流程。最后对测距方法和本文研究的形变测量方法进行了仿真实验,并给出了影响测距和形变测量性能的因素。形变测量精度受到绝地距离误差和雷达基线长度的影响,测距精度受发射信号带宽影响。4.形变测量实验结果表明,形变相对误差随绝对距离误差增加而增加,当绝对距离误差为0.02m时,形变测量相对误差的分量分别为2.04%、0.82%和2.36%(1m基线);形变相对误差随基线长度增加而减小,当基线大于1m时,形变相对误差随基线长度变化趋于平稳,增加基线长度对改善形变相对误差的效果不大。