卫星定位技术在水利工程变形监测中的应用进展与思考

变形监测是水利工程安全运行的重要保障。全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）具有高精度、全天时、全天候等优势,为水利工程变形监测提供了新的手段。目前,以卫星定位技术为代表的变形监测技术正在向着全过程、全方位、全自主的智能化方向发展。着眼于水利工程变形监测的需求,首先对变形监测技术的发展进行了回顾;其次,介绍了卫星定位技术在水利工程变形监测中的应用进展;然后,围绕当前GNSS变形监测应用的难点与局限进行讨论;最后,展望了未来GNSS水利工程智能化监测的发展方向。     

GNSS技术在尾矿库坝体变形监测中的应用

尾矿库的安全稳定在矿山安全生产和环境保护中具有十分重要的意义。GNSS是尾矿库坝体变形监测的一种方法,与传统监测方法相比具有诸多优点。本文详细介绍了GNSS技术在尾矿库坝体变形监测中的应用情况,着重介绍了监测系统构成和软件功能。     

EMD和SSA组合方法在GNSS多路径误差处理中的应用

提出EMD和SSA组合方法对GNSS观测数据进行多路径误差滤波。通过对实际GNSS变形监测数据处理,结果表明,该方法能够有效剔除多路径误差,获取建筑物真实结构震动信息。与高精度测量机器人观测数据对比结果显示,经过EMD+SSA方法处理后,观测精度获得明显提高,能够满足变形监测的精度要求。     

GNSS PPP海洋平台动态变形监测分析北大核心CSCD

实时监测海洋平台在环境激励下的动态变形对于保障其安全运营有着重要意义。GNSS PPP技术无需设置基站,仅依靠单点监测站便可实现精密单点定位,因而在海洋平台变形监测领域具有潜在的应用价值。针对GNSS PPP信号受背景噪声干扰而精度较低的问题,本文提出改进CEEMDAN算法对GNSS PPP信号降噪,并应用于某海洋平台动态变形监测。结果表明:①GNSS PPP技术结合改进CEEMDAN算法可有效监测海洋平台在环境激励下的动态变形;②改进CEEMDAN可有效去除GNSS PPP背景噪声干扰;③基于降噪后信号可获取监测点清晰的三维位移轨迹,从而为结构安全评估提供参考。     

建筑GPS变形监测中小波分析的应用

在建筑的变形监测中,GPS观测数据中的噪声会对结果造成影响,可以利用小波变换的方法来去除噪声,提高结果精度。本文结合实例,分析了小波分析在建筑GPS变形监测中的应用,提出了一种评价小波去噪效果的新指标,表明利用小波去除噪声可以有效地提高GPS变形监测的精度。     

GNSS基准站在高铁沿线自动化监测中的布局分析

中国高铁线状分布,贯穿全国各个地域,沿线地质情况复杂,利用GNSS技术对高铁沿线进行变形监测具有全天时、全天候、精度高等优点。本文选取青田县高铁沿线实验区域,基于TEQC和GAMIT高精度数据处理软件,对9个监测站24 h的变形监测精度进行了精度分析。结果显示,随着GNSS监测站与基准站之间距离的增加,GNSS监测精度越来越低,当GNSS监测站与基准站之间距离小于5 km时,GNSS监测精度较高,达到mm级监测精度。因此,当GNSS监测站与基准站距离较远时,应当布设多个基准站,以提高监测精度。     

基于GNSS技术的矿区开采沉陷自动化监测系统应用与探讨

GNSS自动化监测系统具有数据实时采集、实时发送与实时分析等特点,节省了人力与物力,提高了对变形体监测和分析的效率,其在矿区开采沉陷监测中的应用弥补了传统方式受地形影响大、费力费时、不易自动化等缺点。本文针对GNSS自动化监测系统可全天候观测、易于实现全系统的自动化、精度可靠等优势,并结合生产实践,对基于GNSS技术的矿区开采沉陷自动化监测系统的应用情况进行了探讨。     

自适应卡尔曼滤波在变形监测动态数据处理中的应用

介绍了卡尔曼滤波技术的基本思路，给出了自适应卡尔曼滤波动态噪声声方差阵∑ｑｋｑｋ补偿法的计算公式，以及在变形监测动态数据处理中的应用。分析了应用中存在的问题及解决途径。通过实例说明了该法用于变形监测预报具有较高的精度。     

膨胀土边坡GNSS实时监测技术EI北大核心CSCD

膨胀土滑坡因其广泛性、破碎性、反复性、隐蔽性等特征，对工程危害严重。对其开展长期实时变形监测是实现膨胀土灾害防控的前提。在第一代膨胀土边坡GNSS监测技术试验的基础上，进行了两项改进：(1)设计了分层式GNSS/全站仪一体化监测装置，实现了膨胀土土质边坡分层式实时监测。(2)提出了综合多源参数的膨胀土边坡GNSS实时监测技术，提升了实时变形监测结果的可靠性和精度。相关技术和设备在广西宁明膨胀土公路边坡中进行了示范应用，分析了GNSS形变与多源监测数据的动态响应特征及诱滑原因，成功监测到一起膨胀土滑坡，研究成果具有可复制性和推广性。     

自适应卡尔曼滤波在变形监测动态数据处理中的应用

介绍了卡尔曼滤波技术的基本思想，给出了自适应卡尔曼滤波动态噪声方差阵∑ΩｋΩｋ补偿法的计算公式，以及在变形监测动态数据处理中的应用。分析了应用中存在的问题及解决途径．通过实例说明了该法用于变形监测预报具有较高的精度。     

哈尔滨GNSS综合应用系统在建筑物变形监测中的应用探讨

哈尔滨GNSS连续运行参考站综合应用系统于2007年5月末投入试运营,该系统利用VRS技术,以市区为中心在全市范围内建立永久性连续运行GNSS参考站,经过处理后按不同要求向用户发布国际通用数据及国际通用格式的差分数据。随着城市建设的加快,高层建筑物的安全保障给我们带来新的问题,本文就大型建筑物的形变在哈尔滨GNSS下的应用进行探讨。     

GNSS自动化监测系统的大坝变形预测方法研究

以GNSS自动化监测系统的大坝变形预测方法为主要研究目的,针对大坝GNSS自动化监测数据大样本、高采样率、连续等特点,提出了一种结合小波分析与BP、NAR神经网络预测大坝变形的新方法。利用多尺度小波分析对GNSS大坝变形数据序列进行分解与重构,对重构后的低频近似序列采用BP神经网络进行建模预测,对重构后的高频细节序列采取NAR动态神经网络进行建模预测,最后叠加各尺度下预测结果获得大坝变形预测值。应用结果表明,该方法预测精度高、泛化性能好,可广泛应用于采用GNSS自动化监测系统的大坝变形预测。     

北斗与其他星座在GNSS变形监控系统中的数据对比分析

以某露天煤矿排土场边坡GNSS变形监测项目为例,在设计变形监测系统的基础上,利用华测HCMonitor变形监测系统专用软件,对监测数据采用不同卫星监测系统数据进行了组合定位,分析和对比了解算数据,探讨了北斗卫星导航系统（BDS）的应用效果并提出了合理的建议。     

基于LWR-Pettitt算法的GNSS变形信息的识别与预警

针对GNSS变形监测的数据通常无特定的分布特性,不利于建立具有普遍性的统计量,本文引入非参数检验中的Pettitt检验方法建立统计量,进行GNSS监测序列中变形信息的识别与预警。同时,针对Pettitt检验方法中存在统计量振幅波动较大,并且只能识别单个变形信息的问题,基于局部加权回归法LWR,对Pettitt检验中统计量与阈值判断方法进行优化,提出一种新的LWR-Pettitt算法,并用于GNSS变形信息识别与预警。试验结果表明,对于不同的测试数据,新方法均可有效地识别变形信息的发生位置,特别对于趋势型变形;而对于突变型变形,新方法可有效地识别2倍标准差以上的连续变形信息。     

GNSS 监测数据预处理在变形预测中的应用

GNSS监测技术被广泛应用于变形监测工作中,但GNSS监测数据中会有缺失值、噪声等误差的存在,对预测结果造成影响。引入改进的小波神经网络模型进行变形预测,并考虑该模型的自适应性和容错性,分别采用三次样条插值法、小波滤波法和拉依达准则对原始监测数据进行缺失值填补、去噪和粗差剔除等预处理。并利用实际监测数据进行短期预报分析,对比原始监测数据和预处理后的监测数据的预测结果,结果表明预处理后的监测数据的预测效果更好。     

基于CORS的浙江省地质灾害监测预警系统建设

主要论述了以浙江省 CORS 系统为基础,综合运用GNSS 空间定位技术、计算机技术、通讯技术、网络技术等现代技术,对可能由地表位移引起的地质灾害进行实时监测、预警和形变分析,建立地质灾害监测预警系统的设计思路和实现过程。     

基于CORS系统的地质灾害监测预警系统的设计与实现

主要论述了以河北省CORS系统为基础,综合运用GNSS卫星空间定位技术、计算机技术、通讯技术、网络技术、光伏技术、物联网技术等现代技术手段,对可能由地表位移引起的地质灾害进行实时监测、预警和形变分析,建立地质灾害监测预警系统的设计思路和实现过程。     

融合GNSS和加速度计监测数据的超高建筑动态特性分析

GNSS和加速度计是目前动态监测超高建筑环境载荷变形的主要手段。GNSS具有无需通视、可直接获取三维位移等优点,但受精度和采样率的限制,其对微变形及高频振动信息不敏感;而加速度计具有高精度和高采样率等优点,但无法监测超高建筑低频的似静态变形。为充分发挥这两种传感器的各自优势,提出利用多速率Kalman滤波和RTS平滑方法对超高建筑GNSS和加速度计监测数据进行融合处理。试验结果表明,与单一的GNSS监测技术相比,该方法有利于削弱GNSS高频噪声的影响,提高位移数据的采样率,可有效识别超高建筑的低频和高频振动频率,提高对微变形振动的监测能力;与单一的加速度计监测技术相比,该方法可以准确监测超高建筑的低频变形信息,具有良好的工程应用价值。