高精度GPS實時變形監(jiān)測軟硬件系統(tǒng)開發(fā)與研究.pdf

1、我國是一個地質(zhì)災害頻發(fā)的國家,尤其是滑坡、泥石流的頻繁發(fā)生對人民群眾的人身安全造成了巨大的傷害以及給國民經(jīng)濟帶來了巨大的損失。當前,在沒有足夠的經(jīng)濟實力以及技術力量大范圍地對具有潛在危險性的地質(zhì)災害進行全面治理的情況下,對其進行實時監(jiān)測是一條有效地途徑。
　　隨著GPS定位技術的飛速發(fā)展,GPS技術在變形監(jiān)測中占據(jù)了舉足輕重的地位,但常規(guī)GPS變形監(jiān)測技術存在很大的局限性,外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理不能實時、連續(xù)地進行。為此,本文

2、以GPS數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸、解算及形變分析和預警為研究主線,以開發(fā)一個GPS實時變形監(jiān)測系統(tǒng)為研究目標,對GPS實時監(jiān)測中的傳感器的集成、數(shù)據(jù)的采集與傳輸、GPS數(shù)據(jù)解碼、GPS單歷元算法、信號濾波、數(shù)據(jù)庫管理等關鍵技術進行了深入的研究。本文具體的研究內(nèi)容和成果有以下幾點:
　　(1)本文在深入研究單片機自動化控制技術后提出了基于MSP430單片機的GPS接收機設計方案。該方案以MSP430單片機為核心,結(jié)合GPSOEM接收板卡

3、、GPRSDTU、液晶顯示屏、鍵盤等硬件實現(xiàn)了GPS測量接收機的研發(fā)。本文設計的GPS接收機能完成數(shù)據(jù)的實時采集并將數(shù)據(jù)通過GPRS模塊實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心,該接收機擁有屏幕顯示、按鍵操作等功能供用戶對其進行參數(shù)設置或查詢。
　　(2)本文研究了GPS接收機和計算機的通訊技術與方法,開發(fā)了基于LabVIEW的GPS數(shù)據(jù)實時采集子系統(tǒng),實現(xiàn)了GPS數(shù)據(jù)的有線、無線兩種方式的傳輸。針對有線傳輸?shù)木窒扌?本文主要采用GPRS無線數(shù)據(jù)傳

4、輸方案,可實現(xiàn)多站點數(shù)據(jù)同步采集。
　　(3)本文研究了GPS原始數(shù)據(jù)的解碼技術,針對Ashtech廠家的接收機,開發(fā)了基于LabVIEW的實時解碼程序,能正確的將該接收機實時數(shù)據(jù)流解碼到標準的RINEX格式。
　　(4)本文在研究單歷元算法以及GPS動態(tài)數(shù)據(jù)后處理算法的基礎上開發(fā)了基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理與分析子系統(tǒng),能實時對基準點和監(jiān)測點的基線進行解算,并對結(jié)果進行濾波處理,分析其形變大小,對大于形變閾值的監(jiān)測點做出