GPS变形监测数据处理方法研究与软件研制
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摘要
变形监测是为了监视地表、工程建筑物及设施等点位移动状况而进行的长期、重复的测量工作，其关键在于捕捉变形敏感部位和各观测周期间的变形观测点的变形信息。GPS与其它许多经典的测量方法均在该领域发挥了重要的作用，但与常规的测量方法相比，GPS技术不仅可以满足变形监测工作的精度要求，而且有助于监测工作的自动化与实时化。目前，GPS技术已经广泛应用于各类变形监测中，如城市地面沉降变形监测、大坝变形监测、桥梁变形监测、滑坡监测、高层建筑物变形监测、矿区变形监测等等。
对GPS变形监测网的数据处理(主要指监测网平差和变形分析)在方法上与过去没有什么本质区别，只不过要复杂些。由于变形监测的的观测精度要求高，数据信息量大，数据处理分析复杂。因此，开发配合GPS监测技术的相应数据处理软件，并将其纳入到变形监测体系中就显得尤为重要。由上所述，研究GPS变形监测网的数据处理方法，并且研制相应的数据处理软件对变形监测工作有着重要的意义。
针对当前GPS技术广泛应用于变形监测领域的趋势和矿区变形监测的特点，本文系统性的研究了GPS变形监测网的数据处理方法，最后总结出适用于矿区GPS变形监测网的数据处理方法。
Deformation monitor is long-term and repeating survey work that aims at the point move conditions in monitoring the earth's surface, engineering buildings and establishment with its key point staying at catching the deformation information in the sensitive deformation positions and each periodic survey. GPS and other typical survey methods play an important role in this area. But comparing with the regular survey methods, GPS technology can not only meet the needs for accurate results of the survey, but also be helpful to the automation and real time of the survey. At present, the GPS technology has been applied to varieties of deformation monitoring, such as subsiding of the earth's surface in urban areas, deformation monitoring of the dams, deformation monitoring of bridges, monitoring for sliding slopes, tall buildings, mining areas, and so on.
The methods of data processing to GPS monitor networks (here we mean the monitor network adjustment and the deformation analysis.) is not essentially different form the methods in the past, but more complex. As the deformation monitoring requires higher accuracy, massive data of information, the data processing is quite complicated. Therefore, it seems extremely important to develop such data processing soft wares with cooperating with GPS monitor survey, and furthermore bring it to the system of deformation monitor. From the above, we know that it is significant for deformation
对GPS变形监测网的数据处理(主要指监测网平差和变形分析)在方法上与过去没有什么本质区别，只不过要复杂些。由于变形监测的的观测精度要求高，数据信息量大，数据处理分析复杂。因此，开发配合GPS监测技术的相应数据处理软件，并将其纳入到变形监测体系中就显得尤为重要。由上所述，研究GPS变形监测网的数据处理方法，并且研制相应的数据处理软件对变形监测工作有着重要的意义。
针对当前GPS技术广泛应用于变形监测领域的趋势和矿区变形监测的特点，本文系统性的研究了GPS变形监测网的数据处理方法，最后总结出适用于矿区GPS变形监测网的数据处理方法。
Deformation monitor is long-term and repeating survey work that aims at the point move conditions in monitoring the earth's surface, engineering buildings and establishment with its key point staying at catching the deformation information in the sensitive deformation positions and each periodic survey. GPS and other typical survey methods play an important role in this area. But comparing with the regular survey methods, GPS technology can not only meet the needs for accurate results of the survey, but also be helpful to the automation and real time of the survey. At present, the GPS technology has been applied to varieties of deformation monitoring, such as subsiding of the earth's surface in urban areas, deformation monitoring of the dams, deformation monitoring of bridges, monitoring for sliding slopes, tall buildings, mining areas, and so on.
The methods of data processing to GPS monitor networks (here we mean the monitor network adjustment and the deformation analysis.) is not essentially different form the methods in the past, but more complex. As the deformation monitoring requires higher accuracy, massive data of information, the data processing is quite complicated. Therefore, it seems extremely important to develop such data processing soft wares with cooperating with GPS monitor survey, and furthermore bring it to the system of deformation monitor. From the above, we know that it is significant for deformation
引文
[1] 黄声享，尹晖，蒋征，变形监测数据处理，武汉，武汉大学出版社，2003
[2] 肖鸾，胡友健，王晓华，GPS技术在变形监测中的应用综述，工程地球物理学报，2005，2(2)，160-165
[3] 施闯，大规模高精度GPS网平差与分析理论及其应用，北京，测绘出版社，2002
[4] 李延兴，首都圈GPS地形变监测网的布设与观测，北京，GPS技术应用论文集，1995
[5] 杨志强，喜马拉雅山局部地区板块与地壳形变监测的实践及研究，[硕士论文]，武汉，武汉测绘科技大学，1997
[6] 刘大杰，施一民，余晓红，GPS技术用于监测大城市三维变形，地理信息世界，1996(4)，13-15
[7] 王遗南，全球定位系统在开采沉陷观测中的应用，矿山测量，1997，(2)，8-11
[8] 张华海，金继读，李景芝等，GPS定位技术在地面变形测量中的应用，徐州，中国矿业大学出版社，2000
[9] 栾元重，班训海，矿区GPS变形监测网的建立与变形值计算方法，矿山测量，2000，(2)，33-34
[10] 栾元重，韩李涛，矿区GPS变形监测与变形分析，测绘工程，2002，11(2)，49-51
[11] 潘焱清，颜荣贵，陈光辉，矿区GPS变形监测，地矿测绘，2002，18(2)，4-6
[12] 高井祥，郑南山，余学祥，GPS技术在矿区井筒变形监测中的应用，中国全球定位系统技术应用协会第六次年会论文集，昆明，2001，272-277
[13] 王军，城市GPS地面变形监测网的精度研究，测绘通报，2004，(7)，6-8
[14] 徐万才，欧阳振华，刘志强，GPS技术在水厂铁矿边坡监测中的应用，露天采矿技术，2005，(1)，12-15
[15] 孙海山，GPS技术在露天矿的应用与探讨，呼伦贝尔学院学报，2005，13(3)，90-91[16] Philip A, Collier, Kinematic GPS for Deformation Monitoring, Geomatica, 1997, 51(2), 167-165
[17] 徐绍铨，李征航，柳太康等，隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统的建立，武汉测绘科技大学学报，1998，23(增刊)，1-4
[18] Shimizu N, Mizuta Y, Kondo H, Ono H, A New GPS Real Time Monitoring System for Deformation Measurements and its Application. Proceedings of the 8th Int. Symp. On Deformation Measurements, Hong Kong, 1996, 47-54
[19] Ananga N, Sakurai S, Kawashima I, Cut Slop Deformation Detemination with GPS, Survey Review, 1997, 34(265), 144-150
[20] 曾旭平，GPS滑坡监测及数据处理研究，[硕士论文]，武汉，武汉测绘科技大学，2000
[21] 徐绍铨，程温鸣，黄学斌等，GPS用于三峡库区滑坡监测的研究，水利学报，2003，(1)，114-118
[22] 李天文，吴琳，李家权，GPS技术在滑坡监测中的应用，山地学报，2004，22(6)，713-718
[23] 过静珺，王广志，电视塔模型三维震动动态位移测试方法的研究，测绘学报，1995，24(2)，289-294
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[26] 过静珺，戴连君．卢云川，虎门大桥GPS(RTK)实时位移监测方法研究，测绘通报，2000，(12)，4-5
[27] 徐良，过静珺，戴连君等，基于GPS(RTK技术)的虎门大桥位移实时监测数据分析，工程勘察，2001(1)，47-48
[28] Leroy E，用GPS实时监测世界上最长的索拉桥，测绘通报，1996，(6)，46-48
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[30] 李宏男，伊廷华，伊晓东等，采用GPS与全站仪对大跨斜拉桥进行变形监测，防灾减灾工程学报，2005，25(1)，8-13
[31] 林宗云，刘宗泉，余文斌，用GPS技术建立桥梁变形监测平面基准，地理信息空间，2005，3(1)，47-48
[32] Ding X. L, Chen Y. Q, Huang D. F, Zhu J, et al, Slop Monitoring Using GPS-A Multiantenna Approaeh, GPS World, 2000, 11(3), 52-55
[33] 黄丁发，丁晓利，陈永奇等，低费用多天线GPS变形监测系统的研究，工程勘察，2001，(1)，49-51
[34] 何秀凤，华锡生，丁晓利等，GPS—机多天线变形监测系统，水电自动化与大坝监测，2002，26(3)，34-36
[35] 丁晓利，黄丁发，殷建华等，新一代多天线GPS系统研制，测绘通报，2003，(12)，13-15
[36] 刘大杰，于正林，陶本藻，形变测量数据的动态数据的处理方法，平差模型误差理论及其应用论文集，北京，测绘出版社，1993，182-193
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[43] 余学祥，GPS变形监测信息提取方法的研究与软件研制，[博士论文]，武汉，武汉大学，2002
[44] 栾瑞明，Kalman滤波理论在滑坡监测中的应用，地壳形变与地震，1994，14(1)，52-58
[45] 余学祥，张华海，吕伟才等，卡尔曼滤波在GPS监测网中的应用，工程勘察，2000(4)，33-35
[46] 余学祥，吕伟才，抗差卡尔曼滤波模型及其在GPS监测网中的应用，测绘学报，2001，30(1)，27-31
[47] 李英冰，徐绍铨，张永军等，谱分析在GPS自动化监测系统中的应用研究，武汉大学学报信息科学版，2001，26(4)，343-348
[48] 张勤，蒋廷臣，王秀萍，小波变换在变形监测中的应用研究，测绘工程，2005，14(1)，8-10
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[50] 王俊峰，张丽英，BP神经网络在露天矿边坡位移预测中的应用，露天采矿技术，2005，(4)，6-8
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[57] 欧吉坤，一种三步抗差方案的设计，测绘学报，1996，25(3)，173-179
[58] 杨元喜，抗差贝叶斯估计及应用，测绘学报，1992，21(1)，42-49
[59] 杨元喜，柴洪洲，宋力杰，污染分布的逼近及应用，测绘学报，1999，28(3)，209-214
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