基于GNSS的地质灾害监测研究

发布时间：2017-06-10 18:01

  本文关键词：基于GNSS的地质灾害监测研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着GNSS定位技术的不断发展,其在地质灾害监测领域已经开始广泛运用。但是,在不同的地质灾害监测情况下精度指标如何确定、高精度GNSS数据处理方案的制定、GNSS-RTK技术的适用性等问题仍然存在着一些不足。针对这些不足,本项目在研究相关理论的基础上,独立设计开发了基于GNSS-RTK技术的地质灾害监测系统,主要内容如下:(1)概述了地质灾害监测在国民经济发展中的重要地位和作用,分析了国内外在地质灾害监测领域的研究发展现状,对比国内外的差距,针对现在实际使用中还存在的一些不足,提出了本项目的主要研究方向。(2)研究卫星导航定位原理、卫星信号与导航电文等相关理论,针对本项目使用的GNSS-RTK实时动态定位技术和卫星接收机输出的报文进行了深入探讨。(3)研究地质灾害监测信号的处理方法。利用二阶自回归模型模拟地质灾害监测信号,使用卡尔曼滤波算法自动跟随信号统计的性质和递归性质对监测点数据进行处理,使得数据精度等到进一步的提高。(4)开发地质灾害监测系统的下位机。在研究卫星接收机的工作原理、接口特点和通信协议的基础上,用STM32单片机设计了数据采集终端,通过相关的外围模块将数据传输至服务器。(5)开发上位机软件。通过对基于Java Web的软件架构进行相关研究后,确定使用SSH架构、Js和Ajax等技术。上位机实时的显示监测点数据和监测点位移曲线,以及查询气象信息等。软件开发完成后,进行相关测试。综上所述,通过下位机接收并处理地质灾害监测信号,数据处理结果显示,在水平方向上的定位精度可以达到mm级,高程方向的定位精度在cm级左右。然后将处理后的数据传输至服务器,在上位机中在线的显示和查询监测点的信息。
【关键词】：地质灾害监测 GNSS-RTK 高精度 Java Web系统
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P694;P228.4
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题的背景和意义11-13
• 1.2 国外研究现状13-14
• 1.3 国内研究现状14-15
• 1.4 地质灾害监测现阶段存在问题15-16
• 1.5 论文研究内容16-17
• 1.6 本章小结17-18
• 第二章 GNSS定位原理与卫星信号18-29
• 2.1 卫星导航系统的定位原理18-25
• 2.1.1 GPS卫星导航系统的组成18-21
• 2.1.2 空间坐标系21-23
• 2.1.3 卫星定位原理与方法23-25
• 2.2 卫星信号与导航电文25-28
• 2.2.1 GPS卫星信号25-26
• 2.2.2 导航电文26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 监测信号的处理算法29-37
• 3.1 卡尔曼滤波29-31
• 3.2 卡尔曼滤波算法31-33
• 3.3 系统模型的建立33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 监测系统的下位机设计与实现37-51
• 4.1 监测系统硬件设计37-45
• 4.1.1 嵌入式硬件开发模块37-42
• 4.1.2 GNSS模块42-45
• 4.2 系统功能的实现45-48
• 4.2.1 数据接收的实现45-47
• 4.2.2 LCD驱动程序47-48
• 4.3 卡尔曼滤波算法实现48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 基于Web的地质灾害监测系统51-67
• 5.1 Web概述51
• 5.2 系统设计51-55
• 5.2.1 系统架构52-53
• 5.2.2 软件框架53-55
• 5.3 系统实现55-66
• 5.3.1 系统实现模式55-56
• 5.3.2 数据库设计56-58
• 5.3.3 功能模块58-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 试验研究67-74
• 6.1 试验研究67-73
• 6.1.1 下位机部分与试验数据67-71
• 6.1.2 地质灾害监测与管理系统71-73
• 6.2 本章小结73-74
• 第七章 总结与展望74-76
• 7.1 总结74-75
• 7.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果80-81
• 致谢81-82

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本文编号：439347