gps原理及其在變形監(jiān)測中的應(yīng)用論文

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1、GPS原理及其在變形監(jiān)測中的應(yīng)用畢業(yè)論文目錄摘要IIAbstractIII第一章緒論51.1概述51.2研究意義61.3GPS變形監(jiān)測技術(shù)背景61.4GPS在變形監(jiān)測中的研究現(xiàn)狀7第二章GPS基本原理92.1GPS全球定位系統(tǒng)概述92.2GPS的特點(diǎn)92.3GPS系統(tǒng)的組成102.4GPS衛(wèi)星信號122.5GPS定位原理13第三章GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用193.1變形監(jiān)測193.2應(yīng)用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測的優(yōu)缺點(diǎn)203.3GPS變形監(jiān)測模式223.4GPS變形監(jiān)測網(wǎng)233.5GPS應(yīng)用于變形監(jiān)測的發(fā)展趨勢25第四章GPS變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析原理264.1數(shù)據(jù)處理過程264.2大壩

2、自動化監(jiān)測模型264.3GPS變形監(jiān)測實(shí)例284.4數(shù)據(jù)處理294.4.1數(shù)據(jù)觀測要求30II4.4.2數(shù)據(jù)傳輸過程304.4.3數(shù)據(jù)處理過程31II4.4.4數(shù)據(jù)分析對比37結(jié)束語39參考文獻(xiàn)40附錄一：GPS測量規(guī)范42附錄二：靜態(tài)處理網(wǎng)平差報告43附錄三：GPS網(wǎng)形圖52致謝55III第一章緒論1.1概述變形監(jiān)測是指對工程建筑物的地基沉降以及整體傾斜的監(jiān)測，它的關(guān)鍵在于捕捉構(gòu)筑物敏感點(diǎn)以及特征點(diǎn)的具體變形信息。如果誤差在一定范圍的允許之內(nèi)，可以認(rèn)為此建筑物是屬于安全范圍的；但是如果超過了一定的限度，這個建筑物就存在安全隱患；如果不及時處理的話，就會給人類帶來災(zāi)難性的損

3、害。變形監(jiān)測的精度要求取決于此工程原始設(shè)計時的規(guī)定范圍，一般要求精度在毫米級到亞毫米級之間。隨著現(xiàn)代社會的建筑物以及大型工程的不斷增多，GPS越來越受到人們的青睞。傳統(tǒng)的方法是采用經(jīng)緯儀、全站儀、水準(zhǔn)儀等儀器實(shí)施，這些方法雖然投入較少，但卻只能以人工的方式進(jìn)行測量，不僅費(fèi)時費(fèi)力，工作量大，而且易受到天氣條件和地形地貌條件變化的影響，定位精度也很難達(dá)到要求。因此，GPS全球定位系統(tǒng)作為一種新型的空間定位方法，逐步替代了通常的光學(xué)和電子測量方法。它以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)獲得了人們的喜歡，而且對此的研究也同時推進(jìn)著變形監(jiān)測理論和技術(shù)的快速發(fā)展

4、?，F(xiàn)在,變形監(jiān)測正向多門學(xué)科的方向在逐步發(fā)展,形成相互關(guān)聯(lián)的學(xué)科，并且成為相關(guān)研究人員合作研究的領(lǐng)域。1.2研究意義60隨著科技的發(fā)展和大型機(jī)械的產(chǎn)生和應(yīng)用，人們在城市建筑、水利工程、道路交通工程等方而的建設(shè)能力不斷提高，高樓大廈拔地而起、大型水電站屹立于江河之中、挖山掘石更是不再話下，各類大型建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中發(fā)揮著重要的作用，同時其安全問題也是備受人們的關(guān)注。隨著工程的規(guī)模越來越大、成本造價不斷提高、科技的廣泛應(yīng)用，工程質(zhì)量精密度日益提升，但是如果因?yàn)槟撤N原因工程出現(xiàn)問題，其后果也是非常嚴(yán)重的。所以及時準(zhǔn)確地掌握各類工程的變形情況達(dá)到預(yù)防工程變形災(zāi)害的目的，就顯

5、得尤為重要！對于工程變形的監(jiān)測可以有效的分析與評價工程的安全狀態(tài)，驗(yàn)證工程建設(shè)的質(zhì)量，對工程變形的變化趨勢做出預(yù)測，從而讓人們提早預(yù)防因?yàn)樽冃味鴰淼膿p失與災(zāi)害。1.3GPS變形監(jiān)測技術(shù)背景變形監(jiān)測技術(shù)包括常規(guī)大地測量技術(shù)、特殊變形測量技術(shù)、攝影測量技術(shù)和GPS技術(shù)。常規(guī)大地測量的優(yōu)點(diǎn)是:（1）它可以變形點(diǎn)的變形信息。（2）可以適用于不同的監(jiān)測精度，不同的監(jiān)測環(huán)境和不同的監(jiān)測體。(3)可以提供絕對變形信息。但它的缺點(diǎn)是：外業(yè)工作量比較大,布點(diǎn)容易受到地形條件的影響,難以實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測。與其它變形監(jiān)測技術(shù)相比,近景攝影測量的優(yōu)點(diǎn)是:（1）能夠迅速的記錄下相關(guān)信息。（2）可適用

6、于不規(guī)則、規(guī)則物體的變形監(jiān)測。（3）相片上的信息完整豐富，有利于進(jìn)行變形的對比分析。（4）監(jiān)測工作快速、安全、簡便。隨著數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)在近幾年的不斷發(fā)展,其在大壩和礦山等變形監(jiān)測中發(fā)揮了很好的作用,由此，讓人們看到了此項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的未來。此外,航空攝影測量在較大范圍的大地變形監(jiān)測中也得到了很好的應(yīng)用。但因?yàn)榕臄z距離的限制,而且多數(shù)的測量機(jī)構(gòu)沒有攝影測量所需要的儀器,攝影測量技術(shù)在變形監(jiān)測中還沒有達(dá)到普遍的應(yīng)用。GPS技術(shù)的發(fā)展給測量帶來了偉大的變革。比如,日本國土資源相關(guān)部門從90年代起開始建立GPS連續(xù)性觀測網(wǎng),到1995年日本已經(jīng)建立超過200個由GPS觀測網(wǎng)組成的

7、GPS工作站。當(dāng)前的觀測站總數(shù)已經(jīng)達(dá)到上千個。這個系統(tǒng)于1995年正式投產(chǎn)應(yīng)用,第二年就監(jiān)測到日本北海附近的7級地震,而且此系統(tǒng)實(shí)時的記錄下了地震前后特特征點(diǎn)的變形情況。而后,這個系統(tǒng)又監(jiān)測到了其他的由地震和地殼運(yùn)動引起的變形情況。在大壩變形監(jiān)測方面，我國在瀏陽河已成功的建立大壩GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸部分能夠及時有效的將觀測資料和相關(guān)信息傳到控制中心，控制中心也能夠控制接收機(jī)。(比如:開機(jī)、關(guān)機(jī)、改時段長度、設(shè)置采樣率、截止高度角等參數(shù))數(shù)據(jù)處理管理部分由總控制軟件，數(shù)據(jù)處理軟件、變形自動化分析軟件和數(shù)據(jù)庫