工程建筑物gps動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及分析畢業(yè)論文

1、<p><b>　　工程建筑物</b></p><p>　　GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及分析</p><p>　　院（系）名 稱：測(cè)繪學(xué)院</p><p>　　專 業(yè) 名 稱 ：測(cè)繪工程</p><p><b>　　二○一五年六月</b></p><p><b>

2、;　　摘 要</b></p><p>　　隨著全球定位系統(tǒng)GPS的不斷發(fā)展與完善，特別是高采樣率的GPS接收機(jī)的出現(xiàn)，利用GPS技術(shù)進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為可能。與傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)方法相比較，GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)具有高精度、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)監(jiān)測(cè)等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法所不具備的優(yōu)勢(shì)，這也為其在研究大型工程建筑物的動(dòng)態(tài)特征和變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供了得天獨(dú)厚的條件。本論文通過(guò)制定一個(gè)簡(jiǎn)單的GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，采集大量客

3、觀有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)利用華測(cè)CGO軟件進(jìn)行PPK后處理，對(duì)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的結(jié)果和精度做出了較為客觀的評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的特性進(jìn)行了較為全面的分析和研究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；GPS全球定位技術(shù)；GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　W

4、ith the continuous development and perfect of global positioning system(GPS), especially the emergence of the high sampling rate of GPS receiver, using GPS technology for continuous, real-time, dynamic observation has be

5、come possible. Compared with the traditional deformation monitoring methods, GPS dynamic monitoring with high precision, real-time, dynamic and continuous monitoring of the traditional monitoring methods, such as do not

6、have the advantage of this also for the study of dynamic ch</p><p>　　Key words: dynamic monitoring；GPS technology；GPS dynamic monitoring data decoding </p><p><b>　　目 錄</b></p>

7、<p>　　摘要.................................................................................................. I</p><p>　　ABSTACT...........................................................................

8、................ II</p><p>　　1 緒論............................................................................................... 1</p><p>　　1.1 論文的研究背景及意義........................................

9、........................ 1</p><p>　　1.1.1 論文的研究背景................................................................... 1</p><p>　　1.1.2 論文的研究意義.....................................................

10、.............. 2</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)................................................... 3</p><p>　　1.2.1工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀....................................... 3</p><p>　　1

11、.2.2工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)....................................... 4</p><p>　　1.3 論文的研究?jī)?nèi)容與組織............................................................... 5</p><p>　　1.3.1 論文的研究?jī)?nèi)容....................

12、.............................................. 5</p><p>　　1.3.2 論文的整體組織.................................................................. 5</p><p>　　2 工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容和方法介紹.........................

13、............. 7</p><p>　　2.1工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容...................................................... 7</p><p>　　2.2 建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法........................................................ 7</p>

14、<p>　　2.2.1 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)原理—GPS RTK技術(shù).......................................... 7</p><p>　　2.2.2 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成.............................................................. 8</p><p>　　3 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

15、方案的制訂與實(shí)施......................... 10</p><p>　　3.1 GPS變形監(jiān)測(cè)試驗(yàn)操作規(guī)范與要求............................................. 10</p><p>　　3.2 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)............................................ 10<

16、;/p><p>　　3.2.1變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容的確定......................................................... 10</p><p>　　3.2.2 監(jiān)測(cè)方法和儀器的選擇...................................................... 10</p><p>　　3.2.3 變

17、形監(jiān)測(cè)精度的確定......................................................... 10</p><p>　　3.2.4 監(jiān)測(cè)位置及測(cè)點(diǎn)布置的確定................................................ 11</p><p>　　3.2.5 監(jiān)測(cè)頻率的確定........................

18、....................................... 11</p><p>　　3.3 試驗(yàn)實(shí)施流程........................................................................ 11</p><p>　　3.3.1 具體操作流程...................................

19、.............................. 11</p><p>　　3.3.2 注意事項(xiàng)....................................................................... 12</p><p>　　4 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析.....................................

20、... 13</p><p>　　4.1 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)外業(yè)數(shù)據(jù)處理................................................ 13</p><p>　　4.2 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果分析和精度評(píng)價(jià)...................................... 17</p><p>　　5 結(jié)語(yǔ)........

21、...................................................................................... 22</p><p>　　參考文獻(xiàn)......................................................................................... 23</p>

22、<p>　　致謝................................................................................................ 25</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 論文的研究背景及意義</p><p>　　1

23、.1.1 論文的研究背景</p><p>　　新中國(guó)成立以來(lái)，隨著社會(huì)主義事業(yè)的不斷發(fā)展和完善，工程建設(shè)的步伐也越來(lái)越快。高樓大廈如雨后春筍般拔地而起，大型懸索橋、大跨度斜拉橋讓“一橋飛架南北”成為了現(xiàn)實(shí)，水電風(fēng)電太陽(yáng)能等清潔能源建設(shè)也在蓬勃有力的發(fā)展，“一帶一路”的戰(zhàn)略構(gòu)想更是將中國(guó)的高速鐵路建設(shè)推向了國(guó)際市場(chǎng)。現(xiàn)代工程建筑物在規(guī)范、造型、難度方面提出了更高的要求，工程建筑物變形監(jiān)測(cè)也成為了工程建設(shè)工作中的重中

24、之重。在溫度變化、荷載變化以及強(qiáng)風(fēng)、地震等因素的影響下，許多大型工程建筑物諸如大橋、高層建筑物和大壩等都會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和發(fā)生位移，嚴(yán)重的甚至?xí)械顾鹿实漠a(chǎn)生。這種情況之下，科學(xué)、有效、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)以及預(yù)報(bào)工程和結(jié)構(gòu)建筑物的變形狀況，對(duì)于工程建筑物的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理就顯得尤為重要，而這一工作便屬于變形監(jiān)測(cè)的范疇。</p><p>　　回顧國(guó)內(nèi)外變形監(jiān)測(cè)技術(shù)幾十年來(lái)發(fā)展的歷史，由于知識(shí)水平的局限性和技術(shù)條件的

25、限制，在過(guò)去傳統(tǒng)的工程建筑物變形監(jiān)測(cè)方法主要是加速度計(jì)法、激光干涉儀法，位移傳感器測(cè)試法和全站儀測(cè)試法等[9]。這些方法雖然能夠達(dá)到變形監(jiān)測(cè)的目的，但也存在一定的弊端：不能同時(shí)測(cè)定不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移，位移量比較大時(shí)觀測(cè)困難；很難實(shí)時(shí)的得到觀測(cè)值；對(duì)于高大的構(gòu)筑物，特別在強(qiáng)風(fēng)、大雨的條件下，跟蹤目標(biāo)困難等等。總而言之，隨著工程建筑物在規(guī)范、造型、難度方面越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的需要，在這種情況

26、下連續(xù)、實(shí)時(shí)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)的GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段也應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球衛(wèi)星定位技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)與現(xiàn)代電子通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，在空間定位方面引起了革命性的變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和以GPS為代表的空間定位技術(shù)得到了快速的發(fā)展和完善，GPS技術(shù)為實(shí)現(xiàn)工程建筑物的連續(xù)、動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了可能[1]。在現(xiàn)代工程建筑物變形監(jiān)測(cè)方面，采用GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)有許多傳統(tǒng)方法不可比

27、擬的優(yōu)勢(shì)：</p><p>　　(1) 即使在惡劣的氣候條件的影響下，觀測(cè)仍可以正常進(jìn)行，觀測(cè)不受氣候條件的制約。</p><p>　　(2) 基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站之間無(wú)需保持通視，在布設(shè)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)是可以更加的自由和靈活。</p><p>　　(3) 既能夠采用人工手段進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期連續(xù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。采用后一種監(jiān)測(cè)方式時(shí)，從數(shù)據(jù)采集，處理分析到資料整理存

28、檔都能夠全程自動(dòng)化進(jìn)行。</p><p>　　(4) 與傳統(tǒng)的常規(guī)變形監(jiān)測(cè)方式相比較，其還擁有定位精度高，效率高等優(yōu)點(diǎn)?？偠灾珿PS定位測(cè)量的這些優(yōu)點(diǎn)為對(duì)大型工程建筑物進(jìn)行實(shí)時(shí)，高精度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了很好的技術(shù)條件。</p><p>　　1.1.2 論文的研究意義</p><p>　　由于大型建(構(gòu))筑物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要性，其安全問(wèn)題受到普遍關(guān)注?，F(xiàn)代工程

29、建筑物在建設(shè)規(guī)模和難度方面越來(lái)越大，工程造價(jià)和預(yù)算也水漲船高，工程的安全性和精密度也越來(lái)越高。在這種前提下，一旦由于某些不確定性的因素而引起人員或者財(cái)產(chǎn)上的損害，其后果將不堪設(shè)想。因此，準(zhǔn)確地掌握各類工程的變形狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和防治工程災(zāi)害的目的，顯得十分重要。工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的主要目的和意義具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)建筑物的安全狀態(tài)</p>&

30、lt;p>　　由于所處地理位置地質(zhì)構(gòu)造的變化、工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外界溫度條件、天氣因素、工程建筑物自重和振動(dòng)等方面因素的影響，工程建筑物及其設(shè)備在施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段都會(huì)發(fā)生一定程度的變形，如工程建筑物整體或局部的水平位移，垂直位移，滲透以及裂縫等。在合理的變形限度之內(nèi)，這些情況不影響工程建筑物的正常使用，但是如果超出了變形限度，那么就會(huì)影響工程建筑物的正常工作，嚴(yán)重的甚至?xí)鹂逅?、崩裂等極端情況的發(fā)生。因此，科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分

31、析和預(yù)報(bào)建筑物的安全狀態(tài)，對(duì)于大型工程建筑物的安全使用具有重要的意義。</p><p>　　驗(yàn)證設(shè)計(jì)原理，反饋施工質(zhì)量 </p><p>　　回顧國(guó)內(nèi)外許多工程建設(shè)案例，有很多都因?yàn)樵O(shè)計(jì)原因或者是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。變形監(jiān)測(cè)不僅能監(jiān)視建(構(gòu))筑物的安全狀態(tài)，而且其結(jié)果也是對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，同時(shí)起到反饋施工質(zhì)量的重要作用，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供重要的資料和依據(jù)。<

32、/p><p>　　研究變形規(guī)律，進(jìn)行合理分析和預(yù)報(bào) </p><p>　　各類工程建筑物變形有一定的規(guī)律，通過(guò)對(duì)大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理可以對(duì)各類工程建筑物的變形規(guī)律做客觀系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，更好的掌握各類工程建筑物的變形機(jī)制和原理，給出合理的解釋，建立合理的變形監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)模型。</p><p>　　全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)的應(yīng)用是測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性變革，它憑借測(cè)站之間不需要相

33、互通視、測(cè)量速度快、不受天氣條件影響、可全天候作業(yè)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、操作簡(jiǎn)便可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化等一系列優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域，是測(cè)繪科學(xué)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)改革和創(chuàng)新的新的方向。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，大型工程建筑物的建設(shè)也更加迅速，建筑物的質(zhì)量也越來(lái)越高，伴隨而來(lái)的大型工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)和安全預(yù)報(bào)也顯得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代大型工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的需求，不僅工作量大效率低，

34、而且其精度也很難滿足工程建設(shè)的需求。此時(shí)應(yīng)用而生的GPS定位技術(shù)便顯示出了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)所無(wú)法取代的重要作用。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)</p><p>　　1.2.1 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前，變形監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)正由傳統(tǒng)的單一監(jiān)測(cè)模式向點(diǎn)、線、面立體交叉的空間模式轉(zhuǎn)變。工程建筑物變形監(jiān)測(cè)的方法主要有

35、常規(guī)大地測(cè)量方法，高精度地面監(jiān)測(cè)方法（如測(cè)量機(jī)器人）、地面攝影測(cè)量方法、GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化系統(tǒng)、三維激光掃面技術(shù)和特殊的測(cè)量手段（應(yīng)變測(cè)量、準(zhǔn)直測(cè)量、傾斜測(cè)量）等。隨著測(cè)繪科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)以及雷達(dá)激光技術(shù)等的發(fā)展革新，近些年來(lái)工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)也由傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)技術(shù)轉(zhuǎn)變到新興的GPS技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù)(INSAR)、計(jì)算機(jī)層析成像(CT)技術(shù)、激光掃描技術(shù)等，并且把這些技術(shù)廣泛應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)的各

36、個(gè)領(lǐng)域。工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，是目前廣泛采用的變形監(jiān)測(cè)新方法、新技術(shù)之一。全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)的應(yīng)用是測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性變革，它憑借測(cè)站之間不需要相互通視、測(cè)量速度快、不受天氣條件影響、可全天候作業(yè)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、操作簡(jiǎn)便可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化等一系列優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)研究等眾多領(lǐng)域，是測(cè)繪科學(xué)技術(shù)和測(cè)量技術(shù)改革和創(chuàng)新的新的方向，其廣泛的適用性和優(yōu)異的性能，是傳統(tǒng)常規(guī)測(cè)量作業(yè)難以比擬的。GPS技術(shù)作為一種新的變

37、形監(jiān)測(cè)方</p><p>　　在工程測(cè)量方面，利用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，在水電大壩動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、大型高層建筑物安全預(yù)報(bào)分析、隧道貫通測(cè)量、城市和礦區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。利用GPS RTK 技術(shù)加密測(cè)圖控制點(diǎn)，也廣泛應(yīng)用于各種類型的比例尺地形圖的測(cè)繪工作和工程建設(shè)中的施工放樣工作中。</p><p>　　近些年來(lái)，一些大型工程建筑物已經(jīng)開展了成效顯著的GPS動(dòng)態(tài)

38、監(jiān)測(cè)試驗(yàn)與測(cè)試工作。在橋梁變形監(jiān)測(cè)方面，一些大跨度懸索橋或者斜拉橋（如廣東虎門大橋、浙江杭州灣大橋，香港青馬大橋）已經(jīng)嘗試安裝了GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；大型工程建筑物安全預(yù)報(bào)分析方面，深圳帝王大廈的風(fēng)力振動(dòng)特性采用了GPS進(jìn)行測(cè)量；加拿大加里(Calgary)塔在強(qiáng)風(fēng)作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變形也采用了GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。正如Loves所言，隨著GPS動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)能力的進(jìn)一步證實(shí)，這一技術(shù)可望被采納為測(cè)量結(jié)構(gòu)振動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)[1]。</p&

39、gt;<p>　　1.2.2 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　(1) 建立GPS實(shí)時(shí)在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)與GPS全球定位技術(shù)相結(jié)合，對(duì)水電大壩、大型高層建筑物、大跨度橋梁和區(qū)域性地殼形變和地面沉降做實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，研究建立高效率的GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在線實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)是GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。該系統(tǒng)可以由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分

40、析系統(tǒng)組成，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的處理和分析，更加注重時(shí)空模型和時(shí)頻分析，科學(xué)預(yù)報(bào)和分析工程建筑物和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變形狀況，從而達(dá)到減少災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來(lái)的財(cái)產(chǎn)和人員損失。</p><p>　　(2) 建立”3S”(GPS、GIS、RS)集成的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和空間定位技術(shù)、地球科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，“3S”(GPS、GIS、RS)技術(shù)已從各自獨(dú)立發(fā)展進(jìn)入相互集成

41、融合的階段?！?S”技術(shù)的集成，可為研究、包括動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息在內(nèi)的各種災(zāi)變信息之間的相互關(guān)系提供技術(shù)支撐，這對(duì)地面沉降、山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)具有非常重要的作用。</p><p>　　(3) 建立以數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、方法庫(kù)和多媒體庫(kù)為主體的安全監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)。各類工程建筑物變形都有著一定的規(guī)律，通過(guò)對(duì)大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理可以對(duì)各類工程建筑物的變形規(guī)律做客觀系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，更好的掌握各類工程建筑物的變形機(jī)制和

42、原理，給出合理的解釋。我們可以通過(guò)分析大量變形監(jiān)測(cè)案例，客觀分析整理出合理的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立安全監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)，這對(duì)各類工程建筑物變形狀況的安全預(yù)報(bào)和分析具有重要意義。</p><p>　　(4) 建立GPS與其他變形監(jiān)測(cè)技術(shù)集成的綜合變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。由于各類變形監(jiān)測(cè)方法都有其優(yōu)點(diǎn)和不足，我們可以將各類方法整合起來(lái)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將GPS與其他變形監(jiān)測(cè)技術(shù)(如IN2SAR、攝影測(cè)量和特殊變形測(cè)量技術(shù)等)集成組合形成

43、綜合變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這也為GPS等空間測(cè)地技術(shù)用于大型工程的變形監(jiān)測(cè)帶來(lái)了新的機(jī)遇，為推進(jìn)高精度變形監(jiān)測(cè)的研究注入新的活力。</p><p>　　1.3 論文的研究?jī)?nèi)容和組織</p><p>　　1.3.1 主要內(nèi)容</p><p>　　論文的主攻方向：本課題的主旨是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)運(yùn)用在工程建筑物上面的可行性，通過(guò)與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法對(duì)比，表現(xiàn)出GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

44、具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)且具有高精度的特性。</p><p>　　論文研究的主要內(nèi)容：</p><p>　?。?）工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析；</p><p>　?。?）建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法；</p><p>　　（3）建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)方案的制定與實(shí)施；</p><p>　　（4）GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

45、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析評(píng)價(jià)。</p><p>　　1.3.2 論文組織</p><p>　　本論文共五章，具體組織如下：</p><p>　　第一章: 是本文的引言部分。說(shuō)明本論文的選題背景與選題意義，綜合分析</p><p>　　了工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀以及其發(fā)展趨勢(shì)，并指出存在的優(yōu)缺點(diǎn)與當(dāng)前的解決思想，最后說(shuō)明了本論文的研究?jī)?nèi)

46、容與論文結(jié)構(gòu)。</p><p>　　第二章：對(duì)工程建筑物變形監(jiān)測(cè)的方法做了比較系統(tǒng)、全面的介紹整理，首先介紹了建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)方法和新興方法技術(shù)，然后對(duì)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法進(jìn)行簡(jiǎn)介，最后通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的原理和系統(tǒng)組成，突出了GPS變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的可行性和優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　第三章：通過(guò)制定建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)方案并實(shí)施該方案來(lái)得到試驗(yàn)所需數(shù)據(jù)。&

47、lt;/p><p>　　第四章：通過(guò)對(duì)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析評(píng)價(jià)，分析GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于工程建筑物變形監(jiān)測(cè)的精度和可靠性。</p><p>　　第五章：結(jié)語(yǔ)。總結(jié)全文的研究?jī)?nèi)容，對(duì)我所進(jìn)行的試驗(yàn)以及整篇論文進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)。</p><p>　　2 工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容和方法介紹</p><p>　　2.1 工程建筑物動(dòng)態(tài)

48、監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容</p><p>　　變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象，它是指變形體在各種荷載的作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)間域和空間域中的變化。所謂變形監(jiān)測(cè)，就是指利用測(cè)量與專用儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)視觀測(cè)的工作。其任務(wù)是確定在各種荷載和外力的作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時(shí)間特征。變形監(jiān)測(cè)工作是人們通過(guò)變形現(xiàn)象獲得科學(xué)認(rèn)識(shí)、檢驗(yàn)理論和假設(shè)的必要手段[1]。</p><

49、p>　　工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容要根據(jù)變形體的性質(zhì)和地基情況來(lái)定，但總得來(lái)說(shuō)就是監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)建筑物的主要特征點(diǎn)在外界環(huán)境（如溫度、風(fēng)力、天氣狀況和極端條件）和內(nèi)在因素影響下空間狀態(tài)和時(shí)間特征的變化，并對(duì)結(jié)構(gòu)建筑物進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)，安全性和使用壽命進(jìn)行客觀評(píng)估等工作。</p><p>　　2.2 建筑結(jié)構(gòu)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法</p><p>　　工程建筑物結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，受外界影響而引起的位移

50、和振動(dòng)比較不明顯，利用GPS技術(shù)進(jìn)行大型工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，就需要采用高精度的GPS定位技術(shù)。采取差分GPS載波相位技術(shù)可以使得定位精度精確到厘米級(jí)甚至是毫米級(jí)。另外，通過(guò)GPS載波相位技術(shù)難以對(duì)振動(dòng)范圍較小的剛性結(jié)構(gòu)物體進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，故GPS定位技術(shù)一般用于柔性結(jié)構(gòu)建筑物的動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)中，比如大跨度懸索橋或者斜拉橋，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑物或者高塔等結(jié)構(gòu)建筑物。</p><p>　　2.2.1 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)原理—G

51、PS RTK技術(shù)</p><p>　　GPS RTK(Real Time Kinematic)技術(shù)是一種利用GPS載波相對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位的技術(shù)。采用GPS RTK技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)定位在野外對(duì)空通視任一測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，因此GPS RTK技術(shù)在工程建設(shè)，大型結(jié)構(gòu)建筑物變形監(jiān)測(cè)和定位導(dǎo)航方面應(yīng)用前景很廣。GPS定位是通過(guò)同時(shí)接受4顆以上GPS衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)定衛(wèi)星到接收機(jī)的距離進(jìn)行定位。為提高定位精度，可利用載波相

52、位進(jìn)行定位。載波相位進(jìn)行定位是利用差分方式。即將一臺(tái)接收機(jī)安裝在一個(gè)已知坐標(biāo)的固定點(diǎn)上，也稱基準(zhǔn)站，在待測(cè)點(diǎn)上(稱監(jiān)測(cè)站)安置GPS接收機(jī)。將基準(zhǔn)站接收的GPS衛(wèi)星信號(hào)，既測(cè)定的至各衛(wèi)星的偽距、相位觀測(cè)值、衛(wèi)星星歷、多譜勒頻移等，通過(guò)數(shù)據(jù)通信鏈，如無(wú)線廣播、光纖電纜等，傳到監(jiān)測(cè)站，并和監(jiān)測(cè)站接收的信號(hào)進(jìn)行差分處理，即可得到高精度的定位結(jié)果[10]。常用的差分模型是雙差方程。利用基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站對(duì)同一衛(wèi)星載波相位觀測(cè)方程求差為單差方程，若利

53、用不同衛(wèi)星的單差方程在求差為站際雙差方程，見(jiàn)公式(2.1) 。</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　式中為站際、星際載波相位差分觀測(cè)值，，為接收機(jī)到衛(wèi)星的距離，b為基準(zhǔn)點(diǎn)，s為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，1、2表示不同的衛(wèi)星信號(hào)，為對(duì)流層延遲，為電離層延遲，為載波相位的整周模糊度[10]。</p><p>　　從公式(2.1)可以看

54、出，衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差已經(jīng)消除，若基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站相距不遠(yuǎn)，基準(zhǔn)站、監(jiān)測(cè)站衛(wèi)星信號(hào)的電離層延遲和對(duì)流層延遲相關(guān)性好，公式(2.1)中，第2，3項(xiàng)可視為零，所以只要能將整周模糊度求準(zhǔn)，則利用同時(shí)觀測(cè)5顆衛(wèi)星選定的雙差方程即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，定位精度可以達(dá)到1-2cm。</p><p>　　2.2.2 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)易的工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由GPS

55、基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站組成，系統(tǒng)至少由1個(gè)基準(zhǔn)站和1個(gè)監(jiān)測(cè)站組成?；鶞?zhǔn)點(diǎn)一般選擇在變形體外地質(zhì)結(jié)構(gòu)和變形狀況比較穩(wěn)定且方便觀測(cè)的地方，周圍盡量避免存在大型建筑物、湖泊、河流和移動(dòng)通信基站、電臺(tái)等地物地貌，避免因多路徑效應(yīng)和信號(hào)干擾而使測(cè)量結(jié)果受到影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般選擇在變形體上具有代表意義和變形敏感的部位，這樣實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)得出的數(shù)據(jù)才具有實(shí)際意義。在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了GPS基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站之外，通常還包括通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理中心

56、，其結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成</p><p>　　位于基準(zhǔn)站上的GPS接收機(jī)會(huì)跟蹤其視場(chǎng)內(nèi)的所有衛(wèi)星，監(jiān)測(cè)站上的GPS接收機(jī)同時(shí)接收相同衛(wèi)星的信號(hào)；基準(zhǔn)站上的GPS接收機(jī)按照一定的采樣率接收到衛(wèi)星信號(hào)后會(huì)通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)將信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)站；監(jiān)測(cè)站同時(shí)接收到來(lái)自于衛(wèi)星的信號(hào)和基準(zhǔn)站的信息，然后通過(guò)GPS差分軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分處理，進(jìn)而

57、得到監(jiān)測(cè)站的三維坐標(biāo)，并通過(guò)通信系統(tǒng)將初步處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心；監(jiān)測(cè)控制中心接收到數(shù)據(jù)之后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，就可以得到結(jié)構(gòu)建筑物在特定方向上的位移旋轉(zhuǎn)角的參數(shù)。</p><p>　　3 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)方案的制訂與實(shí)施</p><p>　　3.1 GPS變形監(jiān)測(cè)試驗(yàn)操作規(guī)范與要求</p><p>　　在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)方案制定時(shí)

58、，所制定的監(jiān)測(cè)方案內(nèi)容要符合《全球定位系統(tǒng)GPS 測(cè)量規(guī)范( 規(guī)程) 》，還要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程測(cè)量規(guī)范》里面關(guān)于工程建筑物變形監(jiān)測(cè)的規(guī)范來(lái)確定變形監(jiān)測(cè)的等級(jí)和其精度。在進(jìn)行工程建筑物的安全監(jiān)測(cè)時(shí)，其觀測(cè)的中誤差一般應(yīng)小于允許變形值的0.1—0.05[14]。一般情況下，在制定變形監(jiān)測(cè)方案時(shí)，要滿足“五固定”原則，即固定觀測(cè)點(diǎn)（測(cè)站）、固定觀測(cè)人員、固定觀測(cè)設(shè)備、固定觀測(cè)方案和路線、固定監(jiān)測(cè)環(huán)境條件。在建立變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)時(shí)，其中的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布

59、設(shè)在所被監(jiān)測(cè)的工程建筑物之外，要滿足方便觀測(cè)而且所在地形要穩(wěn)定不受施工或者其他條件的影響而發(fā)生位移的條件。監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在被監(jiān)測(cè)工程建筑物內(nèi)具有代表性和變形敏感的位置，這樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形情況才能真正反映工程建筑物變形的實(shí)際狀況。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)要選擇在遠(yuǎn)離移動(dòng)信號(hào)基站、電臺(tái)、高大建筑物和湖泊等的地方，避免因?yàn)樾盘?hào)干擾和多路徑效應(yīng)而引起觀測(cè)數(shù)據(jù)異常不準(zhǔn)確的情況發(fā)生。當(dāng)GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)確定之后，選擇哪種觀測(cè)

60、方案對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的精度起到了重要的影響。本論文的主要目的就是通過(guò)GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)，對(duì)GPS動(dòng)</p><p>　　3.2 工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容的確定</p><p>　　本試驗(yàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的對(duì)象是武漢大學(xué)信息學(xué)部4號(hào)樓（測(cè)繪學(xué)院樓），主要內(nèi)容為武漢大學(xué)4號(hào)樓水平、豎直方向位移的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，該樓建于上世紀(jì)80年代

61、，主體為4層辦公樓，高約12m，整棟樓自建成以來(lái)運(yùn)行情況良好，無(wú)重大質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。</p><p>　　3.2.2 監(jiān)測(cè)方法和儀器的選擇</p><p>　　本試驗(yàn)的監(jiān)測(cè)方法為GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)法，選擇的儀器是華測(cè)T5型GPS基準(zhǔn)站1臺(tái)套、華測(cè)T5型GPS接收機(jī)1臺(tái)套、外置電臺(tái)1臺(tái)、電瓶1個(gè)、三腳架3個(gè)。另外設(shè)置了一個(gè)GPS靜態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)，供做PPK后處理試驗(yàn)，選擇的儀器是華測(cè)T5型GPS接收機(jī)

62、4臺(tái)套、三腳架4個(gè)。</p><p>　　3.2.3 變形監(jiān)測(cè)精度的確定</p><p>　　變形監(jiān)測(cè)精度主要取決于變形體變形的大小、速率、儀器和方法所能達(dá)到的實(shí)際精度，以及觀測(cè)目的等等。國(guó)際測(cè)繪觀測(cè)者協(xié)會(huì)(FIG)規(guī)定為確保建筑物安全，其觀測(cè)誤差應(yīng)小于其允許變形值的1/10—1/20；如果是為了研究變形的過(guò)程，則應(yīng)采用目前觀測(cè)手段和儀器所能達(dá)到的最高精度。本試驗(yàn)在水平方向上位移允許觀測(cè)精

63、度為3mm，豎直方向上位移允許觀測(cè)精度為10mm。</p><p>　　3.2.4 監(jiān)測(cè)位置及測(cè)點(diǎn)布置的確定</p><p>　　本試驗(yàn)基準(zhǔn)點(diǎn)位于武漢大學(xué)信息學(xué)部友誼廣場(chǎng)雕像西方向10m處，該點(diǎn)地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，在監(jiān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)不受其他因素的影響而發(fā)生位移和變形；監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于武漢大學(xué)信息學(xué)部4號(hào)樓4樓西面陽(yáng)臺(tái)處，該點(diǎn)處于該樓變形敏感的地方，具有一定的代表性。基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的直線距離約為80m，

64、中間無(wú)高大建筑物或信號(hào)基站影響，監(jiān)測(cè)條件良好。</p><p>　　3.2.5 監(jiān)測(cè)頻率的確定</p><p>　　本試驗(yàn)采用GPS RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為1HZ,2HZ。首先采用1HZ的頻率進(jìn)行半小時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，然后采用2HZ的頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。</p><p>　　3.3 試驗(yàn)實(shí)施流程</p><p>　　3.3.1

65、試驗(yàn)操作流程</p><p>　　(1) 儀器借用。首先根據(jù)測(cè)繪學(xué)院《儀器管理?xiàng)l例》，本人于2015年5月19日填寫借儀器申請(qǐng)單，征得畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師、儀器室管理老師簽字同意后，再到測(cè)繪學(xué)院1樓空間定位與導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)室辦理相關(guān)借用手續(xù)。本試驗(yàn)用到的儀器主要有華測(cè)T5型GPS基準(zhǔn)站1臺(tái)套、華測(cè)T5型GPS接收機(jī)1臺(tái)套、外置電臺(tái)1臺(tái)、電瓶1個(gè)、三腳架3個(gè)。</p><p>　　(2) 時(shí)間安排。靜

66、態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)共觀測(cè)4個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段觀測(cè)1個(gè)小時(shí)，第一個(gè)時(shí)段為2015年5月19日10:00—11:10，采樣間隔為30秒；第二個(gè)時(shí)段為2015年5月19日11:20—12:30，采樣間隔為30秒；第三個(gè)時(shí)段為2015年5月19日12:40—13:50，采樣間隔為30秒；第四個(gè)時(shí)段為2015年5月19日14:00—15:10，采樣間隔為30秒。試驗(yàn)操作人員分別為李明、錢志堅(jiān)、張煒柯、周洪宇。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)共觀測(cè)2個(gè)時(shí)段，第一個(gè)時(shí)段為2015

67、年5月19日15:30—16:10，自動(dòng)測(cè)量頻率為1HZ；第二個(gè)時(shí)段為2015年5月19日16:20—17:00,自動(dòng)測(cè)量頻率為2HZ?；鶞?zhǔn)站、監(jiān)測(cè)站操作員分別為錢志堅(jiān)、李明。</p><p>　　(3) 架設(shè)基準(zhǔn)站。根據(jù)華測(cè)T類型GNSS產(chǎn)品使用說(shuō)明書上的操作步驟，架設(shè)基準(zhǔn)站，地點(diǎn)為武漢大學(xué)信息學(xué)部友誼廣場(chǎng)雕像西方向10m處。</p><p>　　(4) 架設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站。根據(jù)華測(cè)T類型G

68、NSS產(chǎn)品使用說(shuō)明書上的操作步驟，架設(shè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站，地點(diǎn)為武漢大學(xué)信息學(xué)部4號(hào)樓西側(cè)陽(yáng)臺(tái)處。</p><p>　　(5) 采集數(shù)據(jù)?；鶞?zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站設(shè)置完成后，便可以開始數(shù)據(jù)采集工作。本試驗(yàn)共觀測(cè)2個(gè)時(shí)段，第一個(gè)時(shí)段為2015年5月19日10:00—10:40，自動(dòng)測(cè)量頻率為1HZ；第二個(gè)時(shí)段為2015年5月19日11:00—11:40,自動(dòng)測(cè)量頻率為2HZ。</p><p>　　(6) 數(shù)據(jù)

69、導(dǎo)出。數(shù)據(jù)采集工作完成后，利用儀器數(shù)據(jù)連接線將外業(yè)采集數(shù)據(jù)利用華測(cè)CGOloader軟件導(dǎo)出。</p><p>　　(7) 歸還儀器。整個(gè)試驗(yàn)外業(yè)工作完成后，將儀器按原樣放回儀器箱內(nèi)，歸還到學(xué)院儀器管理室。</p><p>　　(8) 數(shù)據(jù)處理。利用華測(cè)CGO后處理軟件將外業(yè)采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS動(dòng)態(tài)測(cè)量解算。得出基線解算結(jié)果，分析試驗(yàn)精度，得到相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)論。</p><

70、;p>　　(9) 撰寫試驗(yàn)報(bào)告。</p><p>　　3.3.2 注意事項(xiàng)：</p><p>　　(1) 借還儀器時(shí)，由于試驗(yàn)儀器一般都比較貴重，一定要核實(shí)好儀器的好壞和各種部件的數(shù)量，搬運(yùn)儀器時(shí)也要按照規(guī)定小心翼翼輕拿輕放。</p><p>　　(2) 架設(shè)基準(zhǔn)站時(shí)，基準(zhǔn)站腳架和天線腳架之間應(yīng)該保持至少3m 的距離，避免電臺(tái)干擾GNSS信號(hào)。電源線和蓄電池的

71、連接要注意正負(fù)極（紅正黑負(fù)），避免短路情況。電臺(tái)連接要確保先接天線，避免沒(méi)天線時(shí)發(fā)送信號(hào)被電臺(tái)自身吸收導(dǎo)致燒壞。在連接電纜的時(shí)候，注意Lemo 頭紅點(diǎn)對(duì)紅點(diǎn)的連接。</p><p>　　(3) 架設(shè)監(jiān)測(cè)戰(zhàn)時(shí)，由于所在樓層較高，要注意人身安全和儀器安全，避免安全事故的發(fā)生。</p><p>　　4 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析</p><p>　　4.1 GP

72、S動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)外業(yè)數(shù)據(jù)處理</p><p>　　由于本次試驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)是通過(guò)GPS靜態(tài)模式觀測(cè)得到的，因此數(shù)據(jù)還需要做PPK后處理。本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的軟件為華測(cè)CGO(CHC Geomatics Office)軟件，該軟件自帶PPK后處理功能，數(shù)據(jù)的處理流程如下:</p><p>　　(1) 新建項(xiàng)目。打開華測(cè)CGO軟件，點(diǎn)擊菜單欄上“文件”圖標(biāo)，點(diǎn)擊“新建項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱“畢業(yè)論文數(shù)

73、據(jù)處理”，選擇保存路徑然后點(diǎn)擊確定，根據(jù)實(shí)際情況輸入“項(xiàng)目屬性”頁(yè)面各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如圖4.1,圖4.2所示。</p><p><b>　　圖4.1 新建項(xiàng)目</b></p><p>　　圖4.2 項(xiàng)目屬性修改</p><p>　　(2) 導(dǎo)入觀測(cè)數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊“導(dǎo)入”菜單，選擇“HCN/RAW文件”，首先導(dǎo)入基準(zhǔn)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，按照試驗(yàn)實(shí)際情況修改“天線

74、高”、“天線廠商”、“天線類型”等參數(shù)，本試驗(yàn)基準(zhǔn)站天線高為1.428m，天線廠商為CHCNav，天線類型為CHC-T5。基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成后，按照同樣的步驟導(dǎo)入監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)，如圖4.3,圖4.4所示。</p><p>　　圖4.3 接收機(jī)天線參數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖4.4 基準(zhǔn)站/監(jiān)測(cè)站原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入</p><p>　　(3) 基線處理。點(diǎn)擊“基線處理”菜單

75、，選擇“基線處理設(shè)置”，按照試驗(yàn)實(shí)際情況設(shè)置“高度截止角”、“數(shù)據(jù)采樣間隔”“數(shù)據(jù)處理模式”等參數(shù)，本次試驗(yàn)的高度截止角為15度，數(shù)據(jù)采樣間隔為30秒，數(shù)據(jù)處理模式為PPK模式。基線處理參數(shù)設(shè)置完成之后，點(diǎn)擊“基線處理”，軟件就會(huì)自動(dòng)將基線處理工作完成。如圖4.5,圖4.6所示。</p><p>　　圖4.5 基線處理設(shè)置</p><p>　　圖4.6 基線動(dòng)態(tài)解算</p>

76、<p>　　(4) 生成基線處理報(bào)告。上述工作完成后，選擇“基線處理報(bào)告”，“PPK報(bào)表配置”中選擇“PPK軌跡TXT”BLH保存形式，點(diǎn)擊確定之后就會(huì)生成一份詳細(xì)的PPK后處理報(bào)表。如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 PPK報(bào)表設(shè)置</p><p>　　4.2 GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果分析和精度評(píng)價(jià)</p><p>　　本次試驗(yàn)是采用GPS靜態(tài)

77、觀測(cè)模式采集數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)采集環(huán)境變化不大，因此只截選了其中1個(gè)時(shí)段的觀測(cè)數(shù)據(jù)做結(jié)果處理和精度分析。粗差剔除之后，我們對(duì)其中的100組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求出每組數(shù)據(jù)各個(gè)分量的中誤差并進(jìn)行了精度統(tǒng)計(jì)分析，其精度分析結(jié)果如表4.1所示：</p><p>　　表4.1 華測(cè)T5類型接收機(jī)精度分析</p><p>　　由表4.1我們可以計(jì)算得出：</p><p>　　監(jiān)測(cè)站X方

78、向上分量的中誤差為 </p><p>　　監(jiān)測(cè)站Y方向上分量的中誤差為 </p><p>　　監(jiān)測(cè)站Z方向上分量的中誤差為 </p><p>　　另外，我們對(duì)監(jiān)測(cè)站X分量、Y分量、Z分量分別求相對(duì)中誤差，有：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　(

79、4.2)</b></p><p><b>　　(4.3)</b></p><p>　　我們對(duì)華測(cè)T5類型接收機(jī)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析，可以認(rèn)定，GPS 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的平面監(jiān)測(cè)與高程監(jiān)測(cè)均能達(dá)到比較高的精度，平面監(jiān)測(cè)精度達(dá)到了厘米級(jí)，垂直方向上的監(jiān)測(cè)精度也達(dá)到了亞厘米級(jí)。另外從此次GPS 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)可以看出GPS應(yīng)用于工程建筑物的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)高程精度要低于平面精

80、度，水平方向上的精度達(dá)到了，高程方向上的精度達(dá)到了，高程方向上精度比水平方向上的精度要低1個(gè)數(shù)量級(jí)左右。綜合上述結(jié)論，我們可以得出結(jié)論，利用GPS RTK 技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是可行的，其監(jiān)測(cè)誤差在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，完全能夠滿足工程應(yīng)用的需要。 </p><p><b>　　第五章 結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　本論文研究的主要內(nèi)容是GPS技術(shù)在工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方

81、面的精度和可靠性。開篇首先介紹了工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的發(fā)展背景和研究意義，結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在工程建筑物動(dòng)態(tài)特性和變形監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用的現(xiàn)狀，分析了該技術(shù)目前存在的優(yōu)點(diǎn)和不足并借此對(duì)該技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析與展望。第二部分對(duì)工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的原理和方法進(jìn)行了全面介紹，分析研究了GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的基本原理和該系統(tǒng)的主要組成部分和運(yùn)行機(jī)制，使讀者對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程有了一個(gè)系統(tǒng)化理論化的了解。最后通過(guò)簡(jiǎn)易的GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

82、，采集外業(yè)數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行GPS后處理差分（PPK）技術(shù)處理，分析其試驗(yàn)結(jié)果和精度，總結(jié)出GPS 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的平面監(jiān)測(cè)與高程監(jiān)測(cè)均能達(dá)到比較高的精度，平面監(jiān)測(cè)精度達(dá)到了毫米級(jí)，垂直方向上的監(jiān)測(cè)精度也達(dá)到了亞毫米級(jí)。另外從此次GPS 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)可以看出GPS應(yīng)用于工程建筑物的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)高程精度要低于平面精度，水平方向上的精度達(dá)到了，高程方向上的精度達(dá)到了，高程方向上精度比水平方向上的精度要低1個(gè)數(shù)量級(jí)左右。進(jìn)而得出結(jié)論利用GPS RTK 技術(shù)

83、進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是可行的，其監(jiān)測(cè)誤差在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，完全能夠滿足</p><p>　　在研究GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在工程建筑物動(dòng)態(tài)特性和變形監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用的同時(shí)，本文還需要對(duì)工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的研究進(jìn)行進(jìn)一步的思考與展望：</p><p>　　(1) GPS技術(shù)作為20世紀(jì)中后期興起了一門新的技術(shù)，其在工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面的發(fā)展?jié)摿薮?，尤其是通過(guò)GPS技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微波雷達(dá)技術(shù)

84、等前沿技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用，我相信不久的未來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)控工程建筑物的安全狀況和變形特性將會(huì)成為可能。</p><p>　　(2) 隨著“3S”技術(shù)（GPS、GIS、RS）的日益發(fā)展與完善，我們也可以建立3S集成技術(shù)，在今后進(jìn)行工程建筑物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面綜合其他前沿的測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，博采眾長(zhǎng)，縮短專業(yè)測(cè)繪人員的工作量，真正意義上的實(shí)現(xiàn)人工智能測(cè)繪。</p><p>　　當(dāng)然，由于本

85、人目前水平有限，論文當(dāng)中也可能會(huì)出現(xiàn)紕漏或不當(dāng)之處，這也都是需要在日后工作和學(xué)習(xí)中應(yīng)該改進(jìn)的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　黃聲享,尹暉,蔣征.變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理（第二版）[M]. 武漢:武漢大學(xué)出版社,2010.10</p><p>　　李征航,黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理（第二版）[M]. 武漢:武漢大學(xué)

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90、t;<p>　　奚小軍.基于GPS動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)的建筑物結(jié)構(gòu)特性分析[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015(4):118-120</p><p>　　潘素萍.工程測(cè)量GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用與數(shù)據(jù)處理分析[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2014(2):43-44</p><p>　　胡友健,梁新美,許成功.論GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 測(cè)繪科學(xué),2006,31(5):155

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94、137-143</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　歷時(shí)將近半年時(shí)間，從開始的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到最后的畢業(yè)論文定稿，大學(xué)最后一門課程畢業(yè)設(shè)計(jì)工作也即將告一段落?；仡欉@段難忘的時(shí)光，從開始面對(duì)這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目《工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及分析》的舉足無(wú)措，到慢慢進(jìn)入狀態(tài)咨詢老師查閱資料開始開題報(bào)告的撰寫，再到之后思路漸漸清晰對(duì)論文提綱的擬定，最

95、后完成論文的定稿工作，這其中的酸甜苦辣溢于言表。遇到困難，我會(huì)覺(jué)得無(wú)從下手，不知從何寫起；尤其是設(shè)計(jì)整個(gè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)的時(shí)候，從借儀器到最終數(shù)據(jù)處理得到完整的結(jié)論，這其中失敗了好幾次，第一次因?yàn)閮x器操作不熟練導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法正常的采集，然后導(dǎo)數(shù)據(jù)的時(shí)候也因?yàn)檐浖?qū)動(dòng)沒(méi)有安裝好導(dǎo)致無(wú)法正常的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每一次的失敗也會(huì)讓我感到沮喪和無(wú)助，但經(jīng)歷過(guò)這一次次失敗之后我也變得樂(lè)觀豁達(dá)起來(lái)，因?yàn)槭虑槿绻寄敲匆环L(fēng)順的話那么也就沒(méi)有磨練的意義了，畢業(yè)

96、設(shè)計(jì)是一個(gè)鍛煉學(xué)習(xí)能力的過(guò)程同時(shí)也是一個(gè)鍛煉我們處理事情能力的過(guò)程。當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)一次次的修改后，基本成形的時(shí)候，我覺(jué)得很有成就感。當(dāng)困難解決了，我會(huì)覺(jué)得豁然開朗，思路打開了；畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要不斷的進(jìn)行精心的修改，不斷地去整理各方面的資料，不斷的想出</p><p>　　歷經(jīng)了這么久的努力，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終要落下帷幕。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的感動(dòng)和收獲。首先，我

97、要感謝我的指導(dǎo)老師黃聲享老師。在黃老師的指導(dǎo)與啟迪下，我才得以窺見(jiàn)工程建筑物GPS動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)這一前沿領(lǐng)域的博大精深，也是在他不厭其煩的修訂下，我的論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)試驗(yàn)工作才得以如此順利的進(jìn)行。其次，我要感謝和我一起合作做試驗(yàn)和弄畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，一個(gè)人的旅途是孤獨(dú)的，但是做一件事有一群小伙伴參與進(jìn)來(lái)就不同了，感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的小伙伴的陪伴和相互鼓勵(lì)，和他們交流讓我明白了很多，也理清了很多的思路，是你們的樂(lè)觀和開朗讓我在將近崩潰的時(shí)候堅(jiān)持

98、了下來(lái)，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的定稿工作。最后我要感謝的是我的父母，感謝他們的鼓勵(lì)與支持，讓我堅(jiān)持到了最后。</p><p>　　在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什