《地质灾害高精度GPS监测关键技术研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地质灾害高精度GPS监测关键技术研究.pdf（1页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 第 卷第期测绘学报 V o l ,N o 年月A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a J u l y , 引文格式:WAN GL i AS t u d yo nK e yT e c h n o l o g yo fH i g hP r e c i s i o nG P SM o n i t o r i n g f o rG e o l o g i c a lH a z a r d J A c t aG e o d a e t i c a e tC a r t o g r a p h i c aS i
2、n i c a, , () : ( 王利地质灾害高精度G P S监测关键技术研究 J测绘学报, , () : )D O I: / j A G C S 地质灾害高精度G P S监测关键技术研究 王利 长安大学地质工程与测绘学院, 陕西 西安 AASS tt uu d d y yo o nnKK e e y yT T ee cc hh nn oo ll o o g g y yo o ffHH i i g g h hPP rr ee cc ii ss ii oo nnGG PP SSMM oo nn ii tt oo rr ii n n g gf f oo rrGG ee oo ll o o g g
3、 i i cc aa ll HH aa zz aa rr dd WWAA NN GGLL ii S c h o o l o fG e o l o g yE n g i n e e r i n ga n dG e o m a t i c s,C h a n ga nU n i v e r s i t y,X ia n ,C h i n a 我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一, 开展对 滑坡、 崩塌、 泥石流、 地面沉降和地裂缝等地质灾害的高精 度监测, 了解和掌握不同地质现象和地质灾害的变形规律 和特征, 从而实现对地质灾害的评价、 预测和预警是一项 必要而且迫切的科学任务.目前,G P S
4、定位技术已在地质 灾害监测领域得到广泛应用, 但在如何实现高精度快速定 位方面仍然存在着尚未完全解决的关键技术问题, 如特殊 环境条件下G P S观测误差的消除与改正,G P S原始观测数 据质量的检验与判断, 不同灾害监测需求下精度指标的确 定, 高精度G P S数据处理方案的确定,G P S精密单点定位 技术的精度和可用性,G P S动态定位技术的适用性, 以及 G P S实时变形监测系统的构建与实现等.针对上述问题, 本文对G P S高精度和快速定位所面临的关键技术方法展 开了深入的研究和探讨, 主要内容如下: ( )针对影响高精度G P S定位的误差问题, 重点探 讨了卫星星历和对流层
5、延迟误差对高精度G P S监测结果 的影响规律, 提出了在基线较长或站间高差过大时宜采 用精密星历和对流层延迟改正模型进行基线向量解算的 处理措施. ( )针对高精度G P S监测中如何判断测站观测环境 和接收机质量的问题, 提出了一种利用MP与MP之差 值的时间序列对G P S接收机性能进行检验的新方法, 可以快速检验并判断G P S接收机的测量性能状态. ( )探讨了G P S精密单点定位(P P P) 技术在地面沉 降等大范围、 缓变型地质灾害监测中的适用性问题, 通过 对某地区大范围地面沉降监测数据的处理和分析, 发现 P P P技术监测结果的内符合精度可以达到mm以内, 外 符合精度
6、可以达到 mm左右, 表明静态P P P技术在采 取精细误差修正模型改正等措施后, 完全可用于厘米级 精度的大范围地质灾害的变形监测. ( )为了提高静态P P P技术的收敛速度、 定位精度 和可靠性, 提出了一种基于基准站改正信息和历元差分 的无模糊度P P P定位算法, 该算法可大大缩短P P P的收 敛时间, 能够在较大范围内快速、 独立地获取各个监测点 上的形变信息, 且精度和可靠性均有保障. ( )为了降低G P S精密单点定位的硬件成本, 研究 了利用单频G P S接收机进行高精度定位的关键技术, 提 出了一种基于G P S原始观测值的单频P P P算法.该算 法通过增加电离层延迟
7、先验信息、 空间和时间约束的虚 拟观测方程, 将电离层延迟当作未知参数与其他定位参 数一并估计来高效修正电离层延迟误差.结果表明: 该 算法的收敛速度和稳定性较传统方法有所改善, 其静态 单频单天P P P解的精度可达 c m、 模拟动态单频单天 P P P解的精度可达d m, 完全可用于厘米或分米级精 度的大范围地质灾害变形监测. ( )通过对滑坡监测的精度、 复测周期和速度三者关系 的分析, 探讨了种G P S快速定位技术在滑坡灾害动态变形 监测中的精度、 适用范围和限制条件等关键问题, 实例和计 算结果表明,R T K技术、G P S单历元定位技术和实时P P P 技术均可用于中速( 级
8、) 以上滑坡的实时动态变形监测. ( )基于本文研究的若干地质灾害高精度G P S监测 关键技术和方法, 提出了对甑子岩危岩体采用G P S静态 和动态定位技术相结合的监测技术路线, 并成功构建了 甑子岩危岩体G P S实时动态监测系统.该系统能够实现 对危岩体变形情况的全天候、 自动化和三维动态监测, 进 而实现对灾害体变形状况的及时准确预警, 监测结果的 平面精度约为mm, 高程精度约为 mm. 中图分类号:P 文献标识码: D 文章编号: ( ) 基金 项 目:国 家 自 然 科 学 基 金 ( ; ; ; ) ; 国土资源大调查项目( ; ; ) 收稿日期: 作者简介:王利( ) ,
9、男, 年月获长安大学工学 博士学位( 指导教师: 张勤教授) , 研究方向为G P S精密定位 和变形监测理论与应用. AA uu tt hh oo rr: :W A N G L i( ) ,m a l e,r e c e i v e dh i sd o c t o r a l d e g r e e f r o mC h a n ga nU n i v e r s i t yo nJ u n e ,m a j o r s i n t h e o r ya n da p p l i c a t i o no fG P Sp r e c i s ep o s i t i o n i n ga n dd e f o r m a t i o nm o n i t o r i n g EE mm aa ii ll: :w a n g l i c h d e d u c n