GPS结构变形监测中的多路径效应研究

GPS技术已在各种结构工程的变形监测中得到广泛应用,但多路径效应的影响是目前限制GPS定位精度和可靠性进一步提高的瓶颈.本文通过对多路径效应特点的分析和各种多路径效应削减方法的讨论,对结构体变形监测中的多路径效应削减方法进行了系统研究,使GPS定位技术能满足结构工程安全监测的精度要求.论文的主要研究内容和结论如下:     

矿山滑坡天线阵列变形监测系统的方案与测试

首先阐明地质灾害监测的重要性和必要性,然后分析了目前应用于滑坡安全监测自动化远程监测设备和技术,并重点介绍了GPS天线阵列变形监测系统,接着根据某矿山的一个滑坡现场,进行GPS天线阵列监测方案设计,并在实地进行数据采集测试,最后对采集数据进行处理,对几期结果的较差和精度进行分析,得出在矿山自动化监测技术中,GPS天线阵列变形监测系统是一种性价比很高的监测技术,很适合滑坡安全监测。     

基于Kalman滤波的塔筒GPS监测系统

介绍一种基于Kalman滤波的塔筒GPS监测系统,用于监测塔筒在不同环境、各种载荷作用下的工作性能,采用Kalman滤波原理对GPS监测数据进行处理分析。采用米度测控单双频自动变形监测系统研发的监控中心软件,对风电场塔筒进行安全监测管理。经过工程试验和数据分析,说明利用GPS可以有效、准确地监测塔筒工作状态,为风电场塔筒的承载能力、工作状态和耐久性评估提供参考依据。     

东海大桥GPS天线阵列变形监测方案设计

介绍了自主研制的GPS天线阵列变形监测系统。根据东海大桥的具体情况,给出两个东海大桥GPS天线阵列变形监测的设计方案。采用该设计方案,建设东海大桥变形监测系统的成本仅为隔河岩模式的31%。     

GPS在工业厂区变形监测中的应用

通过工程实列阐述了运用GPS定位技术在环境复杂，观测条件差的大型工业厂矿进行平面位移监测的可行性，介绍了某厂GPS变形监测网的布设，观测，数据处理和变形分析的方法，较好地解决了GPS变形监测网的基准问题，通过对多次观测的数据进行统一处理和分析。作出了阶段性的变形结论。为该厂的安全生产运营和管理提供了科学的依据。     

GPS技术在万州明镜滩滑坡监测中的应用

GPS定位技术的发展为边坡变形监测提供了一种简便可靠的手段。本文阐述了应用GPS技术提取地表变形信息和GPS数据处理的方法,结合重庆市万州区明镜滩应用GPS监测网进行滑坡监测的实践,研究了在地形复杂、观测条件恶劣的山区进行GPS滑坡变形监测点位选择、监测网布设和数据处理的方法。监测结果表明,GPS变形监测的精度可达到亚厘米级,完全可以应用于滑坡变形监测。     

用GPS技术建立桥梁变形监测平面基准

随着我国国民经济建设和交通事业的迅速发展,大跨度桥梁将越来越多,桥梁的安全监测在运营管理中具有十分重要的地位和作用。在大型桥梁的变形监测中,利用GPS技术建立桥梁变形监测平面基准,可达到速度快、效益好、精度高的目的,将成为建立桥梁变形监测平面基准网的重要手段和方法。     

新一代多天线GPS系统研制

GPS在近20多年来已经有了广泛应用。其中最为重要的应用之一就是对诸如人为工程结构和地表变形的精确监测。但高成本的GPS硬件设备投入，使得大规模推广使用受到一定的限制。为了降低变形监测应用中GPS硬件设备成本，我们开发并研制了多天线GPS系统，并已通过测试。这个系统由一系列特别设计的硬件和软件组成，使得一台GPS接收机可连接多副GPS天线。这样，只需一套设备就可以实现多个点位的监测，从而成倍地降低成本。介绍本研究组开发的新一代多天线GPS系统，包括数据获取、传输、处理、分析和显示的硬件和软件，并对多天线GPS系统与传统岩土工程监测设备的集成作简要讨论。     

论GPS变形监测技术的现状与发展趋势

全球定位系统GPS,以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在变形监测中的应用越来越广泛。然而,目前GPS在变形监测方面的应用也存在不足和局限性。本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后对目前GPS用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,最后探讨GPS变形监测技术的发展趋势。     

刘经南院士

刘经南院士在卫星导航定位技术应用和工程领域成就显著。 他负责完成了“国家GPSA、B级网”的设计方案和数据处理,“湖北清江隔河岩大坝外观变形GPS监测自动化系统”的总体设计方案和软件开发,“中国广域差分GPS建设方案”等多项科研项目,以及“深圳市连续运行卫星定位服务系统”等多项大型工程项目,获得两次国家科技进步奖和多次省部级科技进步一、二等奖。     

基于自适应 Kalman 滤波的边坡变形预测研究

研究Kalman滤波和自适应Kalman滤波算法,结合边坡监测点的运动模型将其应用于边坡变形监测动态数据变形预测。利用小湾水电站二号山梁高边坡GPS监测数据进行实验研究。结果表明,自适应Kalman滤波在边坡三维形变预测及变形速率估算方面有很好的预测结果。     

空地地一体化的全方位准动态地铁施工安全监测技术

鉴于软土地区土性的极端复杂和地面沉降严重的普遍特征,提出了“空（天空）～地（地面）～地（地下）”一体化的全方位准动态地铁施工安全监测思想,构建起了相应的技术体系（即全方位准动态集成技术）。软土地区地铁施工安全监测全方位准动态集成技术的核心是借助GPS技术建立三维的空基变形监测基准（用于地表变形监测和地下变形监测。该空基变形监测基准可以克服传统陆基基准因软土地区地面沉降而对变形监测数据产生的系统性偏差,还可实现地铁施工变形监测的全天候、实时化与动态化）,以城市基础地质资料库作为安全监测整体性设计的依据（提高了地铁施工安全监测的针对性、可靠性与有效性）,以准实时、准动态的地下结构应力应变监测结果作为施工安全性的重要判别要素,以准实时、准动态的地面变形监测结果作为地铁施工作用下城市环境安全性的关键判别要素,实现对地铁施工安全的全方位、实时化、准动态控制。     

Dynamic geometry monitoring system and its application in Sutong Bridge construction

The construction period of large cable-stayed bridges is long, and the structure deformation is complicated. Any error during construction will potentially affect the cantilever alignments and the internal forces. In order to ensure safety during construction and exactly determine the cantilever alignments, dynamic deformation monitoring is needed immediately when the construction of the superstructure starts. This paper aims at the requirement of deformation monitoring during the Sutong Bridge construction, and introduces the realization and observing schemes of the GPS and georobot based on remote real-time dynamic geometrical deformation monitoring system, then researches the data processing methods and enumerates some of the application achievements. Long-term operation during the Sutong Bridge construction indicates that the system runs steadily and the results are reliable.     

地质灾害GPS实时监测预警系统关键技术探讨

利用GPS形变监测、一机多天线（GMS）及CORS等技术,探讨基于GDCORS的GPS监测数据的实时处理、灾害因子分析、灾害趋势分析等关键技术,用于高精度滑坡形变在线监测研究和应用。通过系统设计与集成,开展地质灾害隐患点滑坡地表形变远程动态监测示范站建设,为地质灾害发生的可能性分析与预报提供科学依据。     

北斗三号高边坡实时监测系统应用研究

针对高速公路建设过程中因线形和环境需要形成的高边坡会产生的边坡失稳进而造成财产损失和人身安全的问题,该文采用BDS与GPS组合定位方法,初步完成高边坡实时监测系统的设计和数据处理。目前,BDS-3系统已经完成基本系统建设,并向全球提供服务。在中国范围内,可观测到的BDS卫星数量较多、质量较好,该文详细分析了BDS-2、BDS-3和GPS在边坡监测中的应用效果。结果表明,该方案能提高定位精度、改善单系统观测条件较差时定位的稳定性和可靠性,在高边坡变形监测中具有重要应用价值。     

GPS与常规方法在变形测量中精度对比

简要介绍了GPS的变形监测技术、以及GPS在工程变形测量中的作用。GPS用于工程变形测量进行了实验测试并与常规方法对比分析,数据结果表明：试验方案较为合理,在一定条件下GPS完全可以应用于工程变形测量,且能满足工程上的精度要求。     

电视塔中心线垂直度及塔身扭转GPS监测方法

介绍了利用GPS静态观测事后处理分析的方法监测四川广播电视塔中心线的垂线度及塔身扭转的有关问题。内容包括基准网的建立与稳定性分析；塔心及塔轴线基准数据的确定；塔中心线的垂直度及塔身扭转的监测方法及数据处理。对实测数据的分析研究表明，采用GPS监测方法取得的结果是令人满意的。     

北斗与GPS在桥梁变形监测中的对比分析

目前我国北斗导航系统已经完成第二阶段区域系统的建设,利用北斗导航定位技术进行桥梁变形监测是今后发展的必然趋势。本文分析了北斗定位技术在桥梁变形监测中的的优势,并与GPS定位技术作对比分析,结果表明:在监测区域内,北斗二号的可见卫星数要略多于GPS可见卫星数,卫星几何精度因子略低于GPS,数据质量与GPS相当,相对定位精度略优于GPS,平面定位精度在1~2 cm,水平定位精度在5~6 cm。     

变形监测合同磋商流程及要点

当前,变形监测在工程建设中拥有重要的地位,针对变形监测合同履行时纠纷不断的现状,提出了变形监测合同磋商流程及要点,有助于降低合同风险、减少合同纠纷,最终圆满完成监测任务,为建设工程安全保驾护航。     

基于物联网三层架构的地下工程测量机器人远程变形监测系统

针对地下工程变形监测特点,在物联网三层架构技术和测量机器人技术的基础上,以C#编程语言和SQL sever数据库为开发平台,借助GeoCOM开发包,通过远程控制测量机器人对地下工程进行自动化变形监测工作。在物联网三层技术架构自动化变形监测系统应用服务层中,介绍了提高数据处理精度的实时差分技术原理和围岩净空收敛分析方法。成功地将物联网技术应用在变形监测领域,保证了地下工程的安全服务;而这一系统设计思想更可为同类工程安全监测提供参考。