GPS技术在建筑物变形监测中的应用研究

论文摘要

GPS给导航定位及大地测量等学科带来了一场革命性的变革。它具有速度快、全天候、自动化程度高、测站间无需通视、可同时测定点的三维位移等优点,因而广泛应用于各种形式(如地壳运动、各种地形地貌或工程结构等)的变形监测。本文从叙述GPS系统的背景知识和基本组成、GPS卫星信号、GPS定位模式,GPS的优势以及在测量中的应用入手,对变形监测中利用GPS技术建立控制网、基线解算、控制网平差、高程拟合等方面的问题进行了分析和研究,并结合工程实例提出了切合实际的意见和建议,对利用GPS定位技术进行变形监测具有较高的参考作用。其主要内容如下:首先根据GPS平面控制网布设的一般原则,对变形监测控制网的图形设计和基准设计作了分析和研究。控制网的施测中对控制点标志设置采用了强制对中观测墩与普通标石相结合的方式,GPS观测采用了高精度GPS大地测量模式等技术手段和作业措施。其次分析了GPS基线向量解算的基本原理、过程和质量控制,并全面系统地介绍了GPS监测网的各种平差理论与方法,对各种平差方法所对应的平差基准及基准的统计意义和几何意义进行了深入研究。然后,通过对GPS高程控制测量进行研究,分析比较了几种高程拟合的方案后提出要综合考虑对已知点的各种精度检核和对所求点的精度检核,使其误差尽量达到最小,从而选择最优高程拟合方案。采用高程精度较高的GPS接收机进行观测,己知的水准点分布均匀,利用GPS高程拟合可望得到较好成果。最后,通过GPS技术在工程中的应用实例,全面阐述了GPS技术在变形监测中的工作过程,通过实测数据进行分析,充分说明采用GPS技术进行变形监测能够取得满意的效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 GPS 定位技术简介
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 GPS 系统的组成
• 1.1.3 GPS 卫星信号
• 1.1.4 GPS 定位方式
• 1.1.5 GPS 定位的精度与优缺点
• 1.1.6 GPS 数据处理
• 1.2 GPS 技术在变形监测中的应用
• 1.2.1 应用GPS 进行变形监测的优点
• 1.2.2 GPS 应用于变形监测的作业模式
• 1.3 研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 GPS 变形监测控制网的布设与观测
• 2.1 GPS 变形监测控制网的布设
• 2.1.1 GPS 变形监测控制网技术设计的一般原则
• 2.1.2 GPS 变形监测控制网的图形设计
• 2.1.3 GPS 变形监测控制网的基准设计
• 2.2 GPS 变形监测控制网的施测
• 2.2.1 选点
• 2.2.2 埋标
• 2.2.3 GPS 变形监测控制网的施测
• 2.3 本章小结
• 第三章 GPS 控制网的数据处理
• 3.1 GPS 基线解算
• 3.1.1 GPS 基线解算原理概述
• 3.1.2 GPS 基线的数据解算过程
• 3.2 GPS 网平差
• 3.2.1 GPS 网平差概述
• 3.2.2 GPS 三维无约束、弱约束平差
• 3.2.3 GPS 二维约束平差
• 3.3 本章小结
• 第四章 GPS 高程控制测量
• 4.1 概述
• 4.2 GPS 高程拟合的原理
• 4.3 GPS 高程拟合的注意事项
• 4.4 GPS 高程控制网的精度分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 GPS 技术在某电视塔的变形监测中的应用
• 5.1 工程概况
• 5.2 监测依据
• 5.3 建立变形监测控制网
• 5.3.1 建立变形监测网的目的和要求
• 5.3.2 选点与埋标
• 5.3.3 GPS 观测
• 5.3.4 平差计算
• 5.3.5 测量成果精度及点位稳定性分析
• 5.4 基础轴线GPS 测量方法与过程
• 5.5 中心轴倾斜与轴线扭转GPS 监测结果
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢