丹巴县甲居滑坡GPS地表监测阶段成果

本文主要介绍GPS 用于地质灾害滑坡地表监测的技术和方法, 并通过在四川丹巴县甲居滑坡区布设的GPS 监测网的测量, 阐述了在GPS 滑坡监测时, 监测点位选择、监测网布设、数据处理的方法.监测结果表明, GPS 滑坡监测的精度达到毫米级, 完全满足滑坡监测的精度要求.     

长距离RTK动态测量滑坡监测精度分析

短基线RTK技术的精度符合滑坡监测的要求,由于滑坡地带的特殊性,在利用RTK技术进行滑坡监测时,流动站与基准站构成长基线。长基线RTK观测精度是否符合滑坡监测精度要求未知。进行了模拟实验,设定一条长基线,利用RTK观测对固定不动的观测点进行动态测量,求出其观测坐标,将观测坐标与平均坐标相比,并利用求坐标中误差的方法解算出水平精度和高程精度,结果求得的水平精度和高程精度都达到了厘米级。结果显示:长基线RTK技术可以很好的用于滑坡监测,且监测精度达到厘米级。     

GPS在山区滑坡变形监测中的应用

山区滑坡的稳定性一直是倍受关注的一个重要安全问题。本文讨论了滑坡位移传统监测方法的缺陷和新型的基于GPS的自动监测技术所具有的独特优势,介绍了适用于山区公路滑坡位移监测的高精度的GPS技术。实践表明,采用GPS技术进行山区滑坡的稳定性监测,具有可操作性更强、精度更高、不受气候条件约束以及高度自动化等优点,能够为预测边坡可能出现失稳破坏的部位和变形破坏时间提供更可靠的监测资料,因而GPS监测技术值得在山区滑坡的变形监测领域中推广使用。     

高频GPS单历元精密定位及GPS地震学的研究进展

本文综述了高频GPS单历元精密定位的发展历史、数据处理、恒星日滤波和空间滤波、以及观测精度和噪声特点,并着重介绍了由此衍生的GPS地震学的发展状况.随着观测技术和单历元数据处理方法的不断提高,特别是多系统GNSS(GPS、GLONASS、Galileo和BEIDOU)的融合以及卫星轨道和卫星钟差改正等高精度定位产品的实时发布,高频GPS精密定位技术将在地震科学领域的应用迎来广阔的发展前景.     

北京市地震局GPS形变监测工作系统的建设

GPS技术在监测地震与地壳运动中已经得到应用，北京市地震局在北京市2002年启动建设的全球卫星定位综合应用服务系统基础上，于2003年开始GPS形变监测工作系统的建设，这是一个小区域连续的高密度GPS形变监测工作系统，获取高精度的北京市GPS基准站地心三维坐标，为地震监测和地壳运动的科学研究提供良好的GPS数据素材。     

参考框架的一致性及其对形变分析的影响

分析了形变监测中坐标框架的不一致性对形变分析的影响；讨论了借助于全球站在统一的WGS84或ITRF坐标框架下的已知坐标将不同历元的观测结果归算到全球框架下作位称场分析时可能存在的实际参考框架的不一致性问题。并按目前的精度水平定量估计了这种不一致的大小以及对位移场的影响。最后对区域形变分析时坐标框架的处理问题提出了若干看法。     

星载合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在形变监测中的应用概述

本文综述了地球表面形变的主要类型(包括开采沉陷、地表沉降、地壳运动、地震形变、火山运动、冰川运动及山体滑坡等)及其在我国的分布状况，结合合成孔径雷达干涉测量(包括InSAR及D-InSAR，统称InSAR技术)的技术原理及特点，介绍了国内外InSAR技术近年来在形变监测领域的应用与发展。通过与传统形变监测及GPS监测技术的对比后指出，由于InSAR特有的技术特点，使其在各类形变监测应用中具有传统方法无可比拟的技术优势，必将对形变监测的发展起到极大的推动作用。     

GPS伪卫星组合技术及其应用于形变监测的可行性研究

在形变监测中,传统的监测方法因实时性、连续性不强,自动化不高,已无法满足人们的需要。如今,GPS弥补了传统方法的不足,加之精确度较高,其理论和技术已在大地测量、地壳运动监测、精密工程测量等诸多领域得到了广泛的应用。GPS应用于变形监测,使得监测系统的数据采集、传送、处理和分析的自动化很容易实现,但对于GPS全球卫星定位系统,其定位精度、     

基于GNSS网络的实时精密单点定位及精度分析

基于局域GNSS网络,以历元间、星间差分技术实时估计了GPS卫星相对钟差的历元间差值;针对所估计实时精密钟差的特征,推导了实时精密单点定位的估计模型.对所估计得到的相对钟差的历元间差值、实时定位结果分别进行了比较、分析.结果表明,相对钟差的历元间差值与IGS的最终星历相比其精度可以达到0.08 ns;每小时观测的实时静态定位结果在N、E、U三个方向的精度分别为1.47、3.62、4.09 cm.动态模式,实时结果在N、E、U三个方向的精度分别为2.63、3.82、5.20 cm.与采用IGS最终轨道和钟差解算的结果相比较,实时计算结果优于采用精密轨道和精密钟差计算结果.     

基于拟准检定的实时单站GPS提取同震速度的改进算法研究

提出了一种基于拟准检定的实时单站GPS载波相位观测数据历元间差分提取同震速度的改进算法.改进算法将实时高频历元差分数据质量控制作为同震速度准确提取的重要保障,对原始高频数据中的小周跳和粗差十分敏感,且能够有效地估计小周跳和粗差,从而抵抗它们对同震速度估计的不良影响;另外,改进算法还简化了数据处理流程,也使得利用广播星历单站提取同震速度、监测地震形变的算法更为稳健.选取了2011年3月11日日本大地震距离震中140 km的MIZU站1 Hz高频GPS观测数据和广播星历来测试改进算法.结果表明：拟准检定法具有更好的小周跳与粗差自动定位和估计性能,改进算法利用广播星历求得的同震速度与事后动态精密单点定位结果表现出很好的一致性.     

A new approach of single epoch GPS posi- tioning for landslide monitoring

Introduction China is a country with many landslides and debris flows. These disasters bring out a large amount of losses of life and property. It is significant to predict landslide incident by monitoring the deformations of these landslides. At past, triangulation and trilateration are traditional tools, but it is very difficult for them to realize real-time monitoring, and it is more dangerous for obser- vation workers when the deformation becomes larger. Because of many advantages such as…     

利用GPS技术监测大坝表面变形

目前GPS技术已能够提供连续、实时、无障碍和自动化服务,被广泛应用于各类变形监测。本文探讨GPS技术在大坝变形监测中的应用,以某水库大坝为例,介绍水库大坝变形监测GPS点布设及观测要求,并提出GPS观测整体方案,通过案例介绍大坝变形监测点布设及数据处理流程,简单分析大坝变形及影响因素。     

顾及板块运动、稳定性和系统偏差的高精度GPS监测基准研究与实现

利用GPS技术监测城市地面沉降,监测基准的合理选取对获得真实的形变结果至关重要.本文详细分析了城市沉降监测网基准的特点,针对传统基准模型的局限性提出了顾及板块运动、基准点稳定性以及其他系统误差影响的拟稳基准模型.该模型考虑了基准点自身的稳定性以及板块运动对高程形变的影响,同时采用系统参数统一各期基线框架以及区域拟稳基准,有效解决了因基准点不稳定性和基线框架不一致对形变结果造成的误差,确保正确形变信息的获取.最后通过六期西安市地面沉降监测网数据试验,验证了该方案的合理性和可靠性.     

抗差自适应Kalman滤波在动态变形监测中的应用研究

抗差自适应Kalman滤波算法中,抗差等价权矩阵和自适应因子的计算,要求观测信息具有多余观测量且准确可靠,但在动态变形监测应用中,通常滤波观测值仅为三维坐标且存在较强噪声和粗差的影响。为此,先对该算法中的自适应因子和抗差等价权矩阵的计算进行研究和改进,然后计算了某高速公路边坡的GPS动态监测数据。结果表明,抗差自适应Kalman滤波能够有效地抵制动态变形监测中观测值异常的影响。     

An Integrated Multi-Level Early Warning Method for Rainfall-Induced Shallow Landslides

Rainfall-induced landslides have occurred frequently in Southwestern China since the Wenchuan earthquake,resulting in massive loss of people''s life and property. Fortunately,landslide early-warning is one of the most important tools for landslide hazard prevention and mitigation. However, the accumulation of historical data of the landslides induced by rainfall is limited in many remote mountain areas and the stability of the slope is easily affected by human engineering activities and environmental changes, leading to difficulties to accurately realize early warning of landslide hazards by statistical methods. The proposed warning method is divided into rainfall warning component and deformation warning component because the deformation induced by rainfall has the characteristic of hysteretic nature. Rainfall, tilted angle and crack width are chosen as monitoring indexes. Rainfall grade level that contains rainfall intensity and duration information is graded according to the variation of the safety factor calculated by 3-D finite difference numerical simulation method, and then is applied using the strength reduction method and unascertained information theory to obtain the deformation grade level of several monitored points. Finally, based on the system reliability theory, we establish a comprehensive landslide warning level method that provides four early warning levels to reflect the safety factor reductions during and post rainfall events. The application of this method at a landslide site yield generally satisfactory results and provide a new method for performing multi-index and multi-level landslide early warnings.     

基于多卫星平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场

永久散射体雷达干涉(PSI)技术及其应用于区域地表形变监测已成为雷达遥感领域的研究热点之一.使用单一卫星平台所获取的单侧视SAR影像时间序列进行PSI分析,仅能获取沿雷达视线(LOS)方向的一维地表位移信息.本文提出了基于多平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场的模型与算法,其基本策略是:首先针对每一卫星平台的SAR影像时间序列进行PSI分析,并计算各地面目标沿LOS向的位移速度值,然后联合各平台所对应的LOS向位移速度值进行建模,并基于最小二乘方法解算各地面目标的三维位移速度分量.实验选取天津市西北部作为测试区,使用2007—2010年所获取的39幅TerraSAR-X影像、23幅ENVISAT ASAR影像和16幅ALOS PALSAR影像进行分析,经联合解算得到了该测试区域的垂直位移速度场以及南北向和东西向水平位移速度分量.与地面水准和已有GPS观测结果对比分析表明:多平台PSI的垂直位移速度场精度可达毫米级,而其水平位移速度分量与已有GPS结果基本一致.多平台PSI分析无需引入任何外部形变参考信息,便可以实现形变场的偏差校准和三维形变场的恢复.     

A test method for analyzing the deformation of landslide model

In order to study the overall deformation of geotechnical model conveniently, the worksite of landslide bridge foundation reinforced by the front and rear row anti-slide piles in Chenglan railway was taken as an example. On the basis of shaking tabe test of a 1/40 reduced scale model, the landslide deformation caused by vibration waves was monitored through burying self-made phosphor bronze strips in soil. Combined with the horizontal and vertical coordinates of the bending strain points on the phosphor bronze strips, the digital matrix was converted by applying Renka Cline random matrix generation method, and the two-dimensional contour plots were drawn based on it. The results showed that the two-dimensional contour plots reflected the basic law of landslide deformation reasonably, and it revealed the evolution process of landslide deformation and failure. The research conclusions were consistent with the test phenomenon, which met the basic requirements of overall deformation analysis of landslide model. This proposed method can monitor multiple cross sections and was practical for model test.