基于高频GNSS坐标序列的地表动态变形Kalman预报

发布时间：2023-04-02 02:28

　　随着城市化进程的加快,所需要的经济建设不断加大,高层建筑、大型水利工程、矿区采空区、桥梁工程等工程设施建设不断增加。这使得对地表进行动态变形监测,成为现代研究中的重要内容。动态变形有着极其复杂的内在规律,并非单个因素干扰形成的,每个因素都有所贡献。掌握变形体的变形程度是变形监测的首要目的,根据变形程度的范围判断是否在安全系统内,如果超出安全范围就要采取方案来防止产生灾害,至此,可以看出变形监测的目的不仅仅是监测变形,更重要的是防止灾害发生,确保人身安全。本文重点针对位于朱集东煤矿1222(1)工作面的前圩村,对村庄进行监测,以保障村庄的安全。首先,通过建立实时自动化监测系统,获取高频的GNSS数据,时间间隔为1s。其次,利用Kalman滤波方法对获取的高频GNSS数据进行处理分析。最后,通过建立有效的预报模型,进行科学的灾害防治。文章选取采用了两种滤波方法进行实验和分析对比,分别是标准Kalman滤波算法、方差补偿自适应 Kalman滤波算法。通过实验对比发现,方差补偿自适应Kalman滤波算法能更好的避免滤波发散,并且较标准Kalman滤波算法,精度较高,其预报值更加接近真实值。同时...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的来源及意义
    1.2 问题的陈述
    1.3 变形分析与变形监测技术
    1.4 本文研究的主要内容
2 朱集东煤矿1222(1)工作面观测站简介
    2.1 测区交通位置与自然地理条件
    2.2 朱集东煤矿地质采矿条件简介
    2.3 1222(1)工作面地质采矿条件简介
    2.4 监测站设计
        2.4.1 实时监测站埋设
        2.4.2 设备配置
    2.5 本章小结
3 Kalman滤波理论基础分析
    3.1 连续线性系统
        3.1.1 动态方程和观测方程
        3.1.2 连续线性系统状态方程的解
        3.1.3 连续线性系统的随机模型
    3.2 离散线性系统的Kalman滤波
        3.2.1 离散纷性系统的状态和观测方程
        3.2.2 离散线性系统的Kalman滤波方程
    3.3 动态测量系统的Kalman滤波
    3.4 自适应Kalman滤波
        3.4.1 极大验后估计自适应Kalman滤波
        3.4.2 基于方差分量估计原理的自适应Kalman滤波
        3.4.3 方差补偿自适应Kalman滤波
    3.5 本章小结
4 Kalman滤波在朱集东煤矿地表动态变形中的应用
    4.1 基于Matlab的Kalman滤波程序设计
        4.1.1 Kalman滤波实现步骤
        4.1.2 基于Matlab的Kalman滤波程序实现
    4.2 监测数据分析预报
        4.2.1 滤波预报数据处理及研究
    4.3 不同时间尺度下动态特征
        4.3.1 不同尺度下地表移动变形特征
    4.4 本章小结
5 结论与展望
参考文献
附录
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3778347