GPS城市地壳变形监测网的数据处理及精度分析

应用GPS定位技术进行城市或区域地壳变形监测,研究了GPS监测的数据处理和精度分析的理论和方法.使用高精度的定位分析软件GAMIT,对某城市地壳变形监测网的试验观测数据进行数据处理,并对解算得到的基线向量和坐标分别进行精度分析,结果表明:在100km范围内,GPS基线重复率在平面上比例误差可以达到10-8,垂直方向比例误差可以达到10-7;GPS监测点的三维坐标重复率精度可达到3mm左右,能满足城市或区域地壳变形监测的精度要求.     

黄河干流GPS网的布测与精度分析

概述黄河干流 GPS控制网的布测方案、数据处理和精度分析。结果表明 : 、 级网点的相对定位精度达到 10 - 7;在 ITRF96地心坐标系中的精度优于± 10 cm; 级网点的中误差小于± 4mm,相对精度为± 1.3× 10 - 6 D     

北斗二代导航卫星系统地壳运动监测能力

为了评估北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）监测中国大陆地区地壳变形的技术能力,利用GAMIT/GLOBK软件处理了2017—2019年中国大陆构造环境监测网络23个基准站的全球定位系统（global positioning system, GPS）与BDS-2双模观测数据。结果显示,北斗二代的水平和垂向单日测站定位精度分别约为5~7 mm和13 mm,基线相对定位精度水平分量达到3~4 mm+（1~2）×10-8,水平位移速度测定精度约为0.6 mm/a。北斗二代的精密定位水平大致与20世纪90年代初GPS相当,可用于测定大尺度的板块运动及板内变形,但受卫星星座和定轨精度限制,不能准确反映季节性变动状态。作为对现有GPS监测的补充,可将基准站3年尺度的地壳运动监测精度最多提高20%。     

GPS构造沉降监测数据处理及变形分析

为了防洪防灾及对水患区的治理,在洞庭湖区建立了高精度的GPS构造沉降监测网。顾及到对流层延迟的影响,实测了每个测站处的气象数据。基线解算采用了高精度的解算软件GAMIT,监测网平差使用了GLOBK软件。解算出的起算点的坐标精度为±3.0mm。由两期GPS观测数据所计算的各个监测点的南北方向和东西方向的中误差都小于1mm,垂直方向的精度都优于3.0mm。研究和计算结果表明,洞庭湖区的构造沉降变形是很显著的。两期GPS监测获得的每个监测点的垂直变形值显著可信,可直接用于沉降变形分析和地壳运动研究。     

北斗卫星导航系统的毫米级精度变形监测算法与实现

研究了北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)毫米级精度变形监测算法。首先改进了TurboEdit方法,以能够探测到1周的小周跳;针对BDS星座结构给出更为高效的独立双差观测值搜索方法;对于模糊度固定,采用决策函数和序贯模糊度固定相结合的方法。在此基础上,研制了BDS变形监测软件。最后,利用变形监测试验平台的实测数据,从星座分布、解算精度等方面分析了BDS在变形监测中应用的可行性。结果表明,目前在试验区域内BDS与GPS在卫星几何分布等方面基本相当。BDS的短基线解算精度略低于GPS,但仍可达到平面1mm以内、高程2mm以内的精度水平。     

BDS/GPS实时变形监测技术的软件实现

阐述了BDS/GPS变形监测实时算法,并利用C#和C语言研发了BDS/GPS实时变形监测软件。该软件支持多种格式的数据采集、存储、解算和图形显示。精密导轨试验结果表明,5 min的BDS/GPS实时解在E、N、U 3个方向的重复性精度分别为1.0~1.3 mm、1.4~1.7 mm和2.7~3.5 mm,探测精度在平面和高程方向分别为0.2~0.4 mm和1.1 mm。     

光电测距仪短距测量精度的实验性评价

对目前国内常见的一些光电测距仪的短距测量精度进行了实际测试。测试结果表明任何一台工作性能正常、标称精度等于或优于± (5mm 5× 10 -6D)的测距仪 ,在2 0 0m范围内其测距精度优于 3 0mm、在 15 0m范围内优于 2 3mm、在 10 0m范围内优于1 2mm、在 5 0m范围内优于 0 9mm。     

GSS1 GPS接收机及实测试验精度分析

本文介绍了GSS1型GPS接收机主要技术数据，功能特点。经实测试验，并与Trimble4000SST GPS接收机测量的基线向量和ME-5000测距仪实测的弦长比较，以及复测边较差，同，异步环闭合差和网平差结果等精度分析。GSS1接收机定位内、外符合精度均达到±（5mm+2ppm·S），完全适用于短距离精度定位测量     

单频GPS接收机用于变形监测的精度研究

研究了单频GPS接收机用于变形监测的可行性,提出了单频GPS接收机在一定范围内能否达到亚厘米级的变形监测精度,实现了设计的试验方案.     

北斗与GPS大坝变形监测精度比较分析：以三峡茅坪溪防护坝为例

以三峡茅坪溪防护坝为研究对象,对北斗与GPS大坝变形监测精度进行了对比分析。结果表明,目前北斗与GPS变形监测精度基本相当。其中,24 h时段解平面精度优于0.5 mm,高程优于1 mm,4 h时段解精度平面优于1 mm,高程优于2 mm。使用单一北斗系统能够达到毫米级的观测精度,满足大坝外观变形监测的相关技术要求。     

工业测量中标准尺的几种应用

把经过检校的精密水准尺、碳纤维尺、线纹尺(日内瓦尺)乃至带游标的垂直卡尺等统称为标准尺。这些标准尺自身的精度可达±(1～3)μm级别,或达到±(0.02～0.05)mm的级别。本文系统地论述工业测量中标准尺的各种应用,包括理论、操作方法、限差与应用场合。指出短距离工业测量中常规测量仪器的距离量测精度与其角度量测精度并不匹配。多种标准尺的合理选择与应用,则是保证测站间距离和高差的测定精度达到±(0.02～0.10)mm的一种简易而实用的方法,是为测绘工作者进入工业测量、检测与放样领域的一项技术保障。     

单频静态GPS在滑坡监测中的高程精度分析

GPS给测绘工作带来了极大的便利,其平面测量精度已达到亚mm级。但由于受电离层、多路径效应、几何精度因子和天线高量取等因素影响,GPS测得的高程数据很少被精密测量工作者采用。在三峡库区树坪滑坡合理布设形变监测网的基础上,经长期监测得出大量水准和GPS实测数据;以水准测量数据为基准,分析单频静态GPS测量高程在滑坡垂向形变监测中的应用精度。结果表明,单频静态GPS的垂向形变监测精度为±2 cm;依照滑坡监测规范,形变监测精度应大于其测量周期内形变量的1/5,因而可以得出单频静态GPS适用于监测周期内垂向形变在10 cm以上的滑坡的结论。对于树坪滑坡,第2期到第3期的垂向形变达到30 cm,GPS测量可以很好地提供监测数据,但不适用于其他处于缓变状态监测周期的滑坡。     

广西区域现今地壳运动与应变的GPS监测分析

利用GAMIT/GLOBK软件分析了1998-2010年间多期GPS观测数据,获得了ITRF2005框架下广西区域现今地壳运动三维速度场和应变场参数,并对区域形变场和现今构造运动动力学机制进行了初步讨论。GPS监测结果显示:广西区域现今地壳运动随华南块体作南东东方向的逆时针构造运动,ITRF2005框架下水平方向平均速率为33.49 mm/a,优势方向为N 109.3° E;垂直方向平均速率为+1.30 mm/a,整体趋势是自桂东向桂西方向垂向速率逐步增加。现今应变状态以N 127.3°±4.8° E挤压为主,最大主压应变率-2.7±0.5×10^-9/a;兼有N 37.3°±4.8° E方向的拉张作用,最大主张应变率1.8±0.2×10^-9/a。本文研究结果为描述广西区域现今地壳运动提供了一个更加精细的三维速度场。     

GPS动态监测试验与精度分析

由于GPS定位精度的不断提高,其在工程变形监测中得到了越来越广泛的应用。结合一次动态监测实验,客观评价了GPS的精度,本文介绍了该试验的实施方案及监测结果,并通过大量实验数据统计分析了此次GPS动态监测的精度,取得了不错的效果。试验证明,GPS动态监测能够满足工程应用的需要。     

BDS精密单点定位在桥梁变形监测中的应用

桥梁变形监测是进行桥梁健康评估和后期修缮的重要内容．本文基于北斗卫星导航系统（BDS）精密单点定位技术,对实时采集的高频率BDS／GPS数据进行精密单点定位(PPP)静态和动态处理,并以相对静态定位结果作为参考,分析在桥梁复杂环境下BDS的PPP的精度,并把北斗动态PPP结果与GPS做对比．研究结果表明，在1 h连续变形监测时间左右,北斗静态PPP精度和BDS动态PPP定位精度可以达到厘米级,可以监测出大型车辆经过桥梁时的变形情况,并与GPS监测变形趋势基本一致．      

基于GPS技术的滑坡动态变形监测试验结果与分析

结合某类滑坡的大型物理模型试验,在滑坡体上布设了若干监测点,并用GPS单历元定位技术和RTK技术对该滑坡体进行了连续实时监测。通过对该滑坡从开始滑动至产生破坏全过程监测数据的处理与分析,以及将GPS监测结果与全站仪三维监测结果的对比,发现在观测条件较好和基线较短时,基于Track模块GPS单历元定位技术监测滑坡变形的平面精度在5mm左右,高程精度约为9mm;RTK定位技术的平面精度在11mm左右,高程精度约为17mm;而用小波变换等方法进行滤波后的精度还会更高。     

GPS技术在滑坡变形监测中的应用

介绍了GPS技术用于滑坡变形监测的方法,并通过三峡库区某滑坡的变形监测介绍了GPS用于滑坡变形监测的整个过程,包括监测网的技术设计、外业观测、数据处理、变形分析等内容。监测结果表明,GPS静态定位技术可以达到mm级的精度,在变形监测方面有很好优越性,完全可以满足高精度滑坡监测的要求。     

GPS在线数据处理软件的精度分析

对3种有代表性的GPS在线数据处理软件的解算精度进行了分析与比较,得出如下结论:1)用1h的数据量,AUSPOS的精度为cm级,而SCOUT和CSRS-PPP的精度为dm级;2)数据量在2～6h之间,3种软件的精度都可达到cm级;3)数据量在6h以后,AUSPOS和SCOUT的精度均可达到mm级,但CSRS-PPP的精度仍为cm级。研究结果对实际工作有一定的参考价值。     

资源三号01星及02星星载GPS天线PCO、PCV在轨估计及对精密定轨的影响

资源三号01星与02星作为我国重要的遥感立体测绘卫星,承担了地理产品生产以及国土资源调查等任务。其中,高精度的卫星轨道确定是完成卫星任务的必备条件。资源三号01星与02星都搭载国产双频GPS接收机和SLR反射器来进行精密定轨和独立定轨精度检核。在定轨过程中,星载GPS接收机天线的PCO误差和PCV误差是制约进一步提高定轨精度的重要因素。尽管卫星入轨前获取GPS接收机天线的PCO先验值,本文通过在轨估计PCO,分析了PCO各个方向上的分量估计的可行性,发现通过使用在轨PCO,SLR检核显示ZY-3 01星和ZY-3 02星轨道RMS值分别提高了0.331 mm、0.399 mm。本文利用直接法和残差法估计了两颗卫星星载GPS接收机天线的PCV模型,整体量级在[-15 mm 15 mm]。通过使用在轨估计的PCV模型（10°×10°）,ZY-3 01星SLR检核结果RMS值提高了2.143 mm（直接法模型）、1.628 mm（残差法模型）,重叠弧段对比在三维位置上提高了11.377 mm（直接法模型）、13.903 mm（残差法模型）,ZY-3 02星SLR检核结果RMS值提高了0.727 mm（直接法模型）、0.692 mm（残差法模型）,重叠弧段对比在三维位置上提高了1.736 mm（直接法模型）、1.548 mm（残差法模型）。本文进一步探讨了PCV模型分辨率（10°×10°,5°×5°,2°×2°）对精密定轨的影响,在综合考虑计算效率、存储空间、提高幅度等因素后,发现使用残差法在轨估计5°×5° PCV模型是较好的选择。     

高精度BDS+GPS变形监测技术在特高压线路地质灾害监测中的应用

BDS+GPS变形监测技术对特高压线输电杆塔的高精度监测具有重要意义。本文在构建BDS+GPS高精度定位数学模型的基础上,依据前后历元的一致性,给出稳健的GNSS观测数据预处理策略;兼顾监测算法的高精度及快速响应,利用实时滑动窗口时段解的解算策略对高压线输电杆塔的位移变化进行实时监测;采用B/C架构研发BDS+GPS变形监测软件,具有数据采集、数据解析、数据解算和前端展示功能。精密导轨试验结果表明,该算法的水平RMS小于3 mm,高程RMS小于5 mm,满足厘米级、毫米级变形监测需求。