GPS技术在滑坡监测中的应用及其数据处理

发布时间：2017-07-19 01:23

  本文关键词：GPS技术在滑坡监测中的应用及其数据处理

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【摘要】：滑坡灾害已经严重的影响了人们的日常生活。为了减少滑坡灾害带来的危险性,必须对其进行长期、不间断的监测。通过监测变形体的位移情况,可以及时的了解变形体的状态,保证了工程的安全性。变形监测技术多种多样,已从传统的监测技术发展到高精度仪器测定法。尤其,随着GPS技术的出现,以其全天候、高精度等特点,在许多工程领域,已经逐渐的取代了传统的光学测量方法。运用GPS技术进行变形监测,能够减少工作强度,提高工作效率,同时,也能带来直接的经济效益。但同时也要对变形监测数据或监测数据序列进行处理分析,使变形监测可以达到真正意义上的效果。因此,对基于GPS技术的变形监测数据进行处理与分析有着较大的实际研究意义,围绕这一思想,特进行了本课题的研究。本文介绍了GPS技术及其特点。对GPS测量中受到的误差进行了详细的归纳分析,并讨论了误差的改正方法。在此基础上,也探讨了GPS技术在变形监测作业中的测量方法以及对对滑坡监测网布设方案进行了系统阐述,包括基准点和监测点的选择原则、监测网布设时应该遵循的原则。再从数据处理的角度出发,对监测数据的处理的方法和步骤以及数据的动态跟踪预测的理论进行了详细的研究。归纳总结了经典的预测方法,例如时间序列分析、人工神经网络模型等,并对卡尔曼滤波和灰色GM(1,1)模型的建立以及精度进行详细的介绍。再结合某区域的滑坡监测实例,对GPS监测数据进行了处理,得出基线解算结果并对其进行检核,结果表明了GPS变形监测技术的优越性。并对收集到的数据,采用卡尔曼滤波模型,动态灰色预测模型以及基于卡尔曼滤波算法的动态灰色预测模型三种模型进行了动态预测,取得了满意的效果,验证了这三种模型在滑坡监测中的可行性。
【关键词】：GPS技术 数据处理 监测网布设 动态预测模型
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P642.22;P228.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景和意义8
• 1.2 滑坡监测研究现状8-10
• 1.2.1 监测数据处理方法的研究现状9
• 1.2.2 边坡监测技术的研究现状9-10
• 1.3 GPS技术在变形监测中的应用10-13
• 1.3.1 GPS技术在变形监测中的应用现状10-11
• 1.3.2 GPS变形监测技术的发展趋势11
• 1.3.3 GPS技术在变形监测应用中的特点及其不足11-13
• 1.4 本文研究内容与结构13-14
• 2 GPS变形监测理论分析14-28
• 2.1 GPS技术概述14-16
• 2.1.1 GPS系统组成14-15
• 2.1.2 GPS在变形监测中的测量方法15-16
• 2.2 GPS测量误差来源与分析16-20
• 2.2.1 与卫星有关的误差分析16-18
• 2.2.2 与信号传播有关的误差18-19
• 2.2.3 与接收机设备有关的误差19-20
• 2.3 GPS监测系统设计分析20-26
• 2.3.1 变形监测系统组成21-22
• 2.3.2 监测网的精度要求22
• 2.3.3 监测网的基准设计22-24
• 2.3.4 变形监测网设计24-26
• 2.3.5 监测设施保护26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 GPS变形监测数据处理技术28-36
• 3.1 GPS数据处理28-32
• 3.1.1 GPS数据的预处理28
• 3.1.2 GPS数据的测后处理28-30
• 3.1.3 观测成果的质量检核30-32
• 3.2 变形监测网的数据处理32-34
• 3.2.1 静态处理32-33
• 3.2.2 动态处理33-34
• 3.3 本章小结34-36
• 4 滑坡监测变形预报的理论与方法36-46
• 4.1 经典模型36-38
• 4.1.1 曲线拟合36
• 4.1.2 多元线性回归36-37
• 4.1.3 时间序列分析模型37-38
• 4.1.4 人工神经网络模型38
• 4.2 卡尔曼滤波38-40
• 4.2.1 卡尔曼滤波的原理38
• 4.2.2 卡尔曼滤波离散模型建立38-40
• 4.2.3 卡尔曼滤波模型的精度评定40
• 4.3 灰色动态模型40-44
• 4.3.1 灰色GM(1，，1）模型40-41
• 4.3.2 灰色GM(1，1)模型的精度评定41-42
• 4.3.3 动态灰色预测模型建立42-43
• 4.3.4 基于卡尔曼滤波的动态灰色预测模型43-44
• 4.5 本章小结44-46
• 5 实例分析46-66
• 5.1 工程概括46-47
• 5.2 GPS技术在某风景区滑坡监测中的应用47-48
• 5.2.1 滑坡监测精度要求47
• 5.2.2 监测目的与内容47-48
• 5.2.3 变形监测外业实施48
• 5.3 监测数据数据处理与预测分析48-64
• 5.3.1 GPS数据处理48-54
• 5.3.2 数据分析与预测54-64
• 5.4 本章小结64-66
• 6 结束语66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 贾进仓;;大气环境对GPS定位精度的影响分析[J];矿山测量;2008年02期

2 刘思峰,邓聚龙;GM(1,1)模型的适用范围[J];系统工程理论与实践;2000年05期

本文编号：560672