高精度GPS变形监测数据处理研究

发布时间：2017-05-14 12:10

  本文关键词：高精度GPS变形监测数据处理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变形普遍存在自然界,获取变形信息最有效的手段是变形监测,通过变形监测可了解变形状况,分析变形原因,预报未来变形,从而防患于未然。GPS监测技术因其监测精度和自动化程度高、可全天候作业、点间无需通视等优点,成为区域变形监测的主要技术手段之一。然而,获取真实变形信息的前提条件是选择合适的数据处理方法,只有在得到与实际相符的变形信息基础上,才能对变形体的安全状况作出判定,合理解释变形原因,掌握变形体的变形发展趋势。因此,鉴于GPS数据处理工作主要包括起算点坐标的解算与精度分析、高精度GPS基线解算、高精度GPS监测基准构建以及高精度GPS网平差四个环节,本文以贵州四个CORS站为例,着重围绕高精度基线解算及变形预报的相关问题进行了研究与探讨。1.系统阐述了GPS测量原理、GAMIT/GLOBK软件的安装及数据处理流程、高精度GPS数据处理的参考框架及其统一、GPS变形监测网的数据处理方法。2.结合GM模型建模的优势,以及变形难免会受到噪声污染的现实,为提高变形预报精度,分析了小波阈值去噪的相关理论,探讨了GM模型的建模原理与过程;并针对变形监测可能存在周期的不一致性,分析了非等距GM模型的建模原理与方法。3.以贵州四个CORS站为研究区域,从IGS站的数量、IGS站的空间分布入手,分别设置不同的方案进行GAMIT基线解算,并进行精度的对比分析,得出了研究区域的基线处理方案。4.针对IGS最终精密星历的时效性,采用IGS多种星历产品进行基线解算并做精度分析,得出了在研究区域采用IGR和IGU星历产品同样可获得与采用IGS最终星历类似的高精度基线向量的初步结论。5.针对研究区域CORS站的天线类型,通过设置不同的方案,讨论了天线相位中心改正的必要性,并阐述了天线相位中心的改正方法。6.在获取高精度基线向量的基础上,分别采用COSA和GLOBK软件进行平差与变形分析,得出了研究区域的位移速度场。7.鉴于研究区域四个CORS站观测数据的周期间隔不一致,先采用小波阈值去噪方法进行去噪,然后采用非等间距GM模型进行建模,实现了CORS站位移的变形预报。
【关键词】：GAMIT/GLOBK 基线解算 参考框架 变形分析与预报 小波阈值去噪 非等间距GM建模
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 变形监测概述7-8
• 1.1.1 变形监测的基本概念7
• 1.1.2 变形监测的目的和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 GPS技术在变形监测中的应用现状8-9
• 1.2.2 GAMIT/GLOBK软件应用现状9-10
• 1.2.3 高精度GPS数据处理现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-14
• 第二章 高精度GPS变形监测数据处理基础理论14-40
• 2.1 GPS测量观测方程14-16
• 2.1.1 测码伪距观测方程14-15
• 2.1.2 载波相位观测方程15-16
• 2.2 GPS测量观测值16-19
• 2.2.1 相同频率载波相位观测值的线性组合16-18
• 2.2.2 不同频率载波相位观测值的线性组合18-19
• 2.3 GPS测量误差源19-22
• 2.3.1 卫星星历误差及卫星钟误差19-20
• 2.3.2 卫星信号传播误差20-21
• 2.3.3 与接收机有关的误差21-22
• 2.4 高精度解算软件22-32
• 2.4.1 GAMIT/GLOBK软件简介23-24
• 2.4.2 GAMIT/GLOBK安装24-26
• 2.4.3 GAMIT/GLOBK数据处理流程26-32
• 2.5 高精度GPS数据处理参考框架32-35
• 2.5.1 WGS84参考框架32
• 2.5.2 ITRF参考框架32-33
• 2.5.3 CGCS200033
• 2.5.4 不同参考框架的转换33-35
• 2.6 GPS变形监测网的数据处理35-39
• 2.6.1 GPS变形监测网的经典自由网平差35-36
• 2.6.2 GPS变形监测网的秩亏自由网平差36-37
• 2.6.3 GPS变形监测网的拟稳平差37-38
• 2.6.4 GPS监测网变形分析基准的统一38-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第三章 多尺度小波及灰色系统模型理论40-47
• 3.1 概述40
• 3.2 多尺度小波阈值降噪40-43
• 3.2.1 小波阈值去噪原理40-41
• 3.2.2 小波阈值去噪方式41
• 3.2.3 阈值的确定41-43
• 3.2.4 小波去噪质量的评价43
• 3.3 灰色系统模型43-45
• 3.3.1 等间距GM(1,1)模型建模43-44
• 3.3.2 非等间距GM(1,1)模型建模44-45
• 3.3.3 GM(1,1)模型精度评定45
• 3.4 基于多尺度小波阈值降噪的灰色预测算法45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 基于GAMIT的高精度基线向量获取研究47-64
• 4.1 基于GAMIT软件基线解算算例分析47-52
• 4.1.1 数据准备47-50
• 4.1.2 文件链接50
• 4.1.3 基线解算50-51
• 4.1.4 精度分析51-52
• 4.2 IGS站的选取对高精度基线解算的影响52-56
• 4.2.1 数据来源及解算策略52-53
• 4.2.2 IGS站数量对高精度基线解算的影响53-54
• 4.2.3 IGS站空间分布对高精度基线解算的影响54-56
• 4.3 不同星历对高精度基线解算的影响56-59
• 4.4 未知类型天线相位中心改正对高精度基线解算的影响59-62
• 4.4.1 GAMIT中与天线有关的文件59-60
• 4.4.2 天线相位中心改正原理60-61
• 4.4.3 未知类型天线相位中心改正方法对基线解算的影响61-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 区域GPS监测网变形分析与预报64-71
• 5.1 区域GPS监测网数据处理与变形分析64-66
• 5.1.1 CosaGPS网平差64
• 5.1.2 CosaGPS与GLOBK平差结果比较64-65
• 5.1.3 区域GPS监测网变形分析65-66
• 5.2 区域GPS监测网变形预报66-69
• 5.2.1 多尺度小波降噪67-68
• 5.2.2 非等间距的GM(1,1)模型建模预报68-69
• 5.2.3 基于小波阈值降噪的非等间距灰色预测模型预报69
• 5.3 本章小结69-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录78-79

【参考文献】

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本文编号：365132