GPS监测建筑物变形及监测系统模型的建立

GPS监测建筑物变形及监测系统模型的建立

论文摘要

GPS卫星定位系统用于建筑物变形监测是一种全新的监测手段,本文对于利用GPS系统用于建筑物变形监测做了一定探讨,同时对于监测系统模型的建立做了一定的研究。全文首先对GPS的组成、定位原理、测量方式和测量误差进行了概述,论证了GPS用于变形监测的可行性,并对变形监测方案实施给出了指导操作。接着介绍了有关GPS测量数据处理、周跳探测与消除及利用小波去噪提取实际变形量的操作过程。结果表明,利用小波的分解与重构,可以有效地从强噪声干扰的观测数据序列中提取实际变形特征。然后对变形监测的实测数据进行建模分析处理。所使用的模型包括灰色系统模型和BP人工神经网络模型。通过对东江大坝实际变形监测数据的建模分析,可以发现不同模型的建模特点。针对现实中使用GPS进行变形监测的特点,考虑在早期使用灰色系统模型;在后期采用人工神经网络模型对变形量进行预测。也即建立一个“灰色系统—人工神经网络组合监测模型”。最后,通过对隔河岩汛期实测变形监测数据进行模型分析,证明了“灰色系统—人工神经网络组合模型”在变形分析和预测上可以达到比较满意的结果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 变形监测的基本概念
  • 1.2 GPS变形监测技术
  • 1.2.1 变形监测技术
  • 1.2.2 变形监测数据分析
  • 1.3 本论文的研究内容
  • 第2章 全球定位系统(GPS)测量技术
  • 2.1 全球定位系统(GPS)介绍
  • 2.1.1 GPS系统组成
  • 2.1.2 GPS卫星信号结构
  • 2.1.3 GPS系统应用
  • 2.2 GPS测量定位理论基础
  • 2.2.1 GPS测量定位原理
  • 2.2.2 GPS测量方式
  • 2.2.3 GPS测量误差
  • 2.3 GPS用于建筑物的变形监测
  • 2.3.1 GPS用于建筑物变形的可行性
  • 2.3.2 变形监测方案的实施
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 GPS测量数据处理及变形量的提取
  • 3.1 GPS测量数据处理
  • 3.2 对周跳探测与修复的研究
  • 3.2.1 周跳的概念与影响因素
  • 3.2.2 周跳的探测与修复
  • 3.2.3 周跳的探测与修复说明
  • 3.3 利用小波分析实现变形量的提取
  • 3.3.1 小波去噪原理
  • 3.3.2 小波变换在 Matlab中的实现
  • 3.3.3 小波去噪提取实际变形值
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 变形监测系统模型
  • 4.1 灰色系统理论建模
  • 4.1.1 灰理论数学基础
  • 4.1.2 灰预测模型的建立
  • 4.1.3 实测数据建模处理与分析
  • 4.1.4 灰色建模需解决的两个问题
  • 4.2 人工神经网络建模
  • 4.2.1 BP网络工作原理
  • 4.2.2 BP网络实现
  • 4.2.3 实测变形监测数据 BP网络建模分析
  • 4.3 组合模型的建立
  • 4.3.1 组合模型建立的可行性
  • 4.3.2 “灰色系统—人工神经网络组合监测模型”的建立方法
  • 4.3.3 组合模型建立需要注意的问题
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 隔河岩大坝汛期GPS变形监测数据处理与分析
  • 5.1 所有数据的整理
  • 5.2 利用小波分析实现变形量的提取
  • 5.3 对监测数据进行灰建模分析
  • 5.4 对监测数据进行 BP模型分析
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 结束语
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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