《变形监测与数据处理》复习资料

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变形监测复习资料

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第一章引论1、变形:变形体在各种荷载作用下,其形状、大小和位置在时间域和空间域中的变化。

2、变形监测:利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。

3、变形监测的内容:①工业与民用建筑物——基础的沉陷观测:均匀沉陷、不均匀沉陷;建筑物本身的变形观测:倾斜与裂缝、动态变形(振动的幅值、频率和扭转)。

②水工建筑物——水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。

③城市或矿区——地面沉降。

4、变形监测所研究的理论和方法主要涉及的内容:变形信息的获取、变形信息的分析与解释以及变形预报。

5、变形监测工作的意义:①掌握各种建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要的信息,以便及时发现问题并采取措施;②理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。

6、地表变形监测的方法:①常规地面测量法(可进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动监测;但受测程的限制,测站点一般都处在变形区域的范围之内);②地面摄影测量(摄影距离不能过远,绝对精度较低);③利用特殊和专用的监测仪器进行自动监测(应变测量、准直测量和倾斜测量);④以GPS为代表的现代空间定位技术(周期性和连续性观测)。

7、变形物理解释的方法:统计分析法、确定函数法和混合模型法。

第三章变形监测技术1、变形监测技术:①地面监测方法与测量机器人;②地面摄影测量方法;③GPS变形监测及自动化系统;④三维激光扫描技术及应用。

2、地面监测方法的优点:①能提供变形体的变形状态,以有效地监测确定变形体的变形范围和绝对位移量;监控面积大,可②观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的校核和精度的评定;③灵活性大,能适用于不同精度的要求、不同形式的变形体和不同的外界条件。

3、地面摄影测量的优点:①可以同时测定变形体上任意点的变形;②提供完全和瞬间的三维空间信息;③大量减少野外的测量工作量;④可以不需要接触被测物体;⑤有了摄影底片,可以观测到变形体以前的状态。

变形监测复习题

变形监测复习题

变形监测复习题变形监测复习题变形监测是土木工程中非常重要的一项技术,它通过对结构体的形变进行监测和分析,以评估结构的安全性和稳定性。

在本篇文章中,我们将回顾一些与变形监测相关的重要概念和技术,并通过一些复习题来加深对这些知识的理解。

一、基本概念1. 什么是变形监测?变形监测是指对结构体在使用过程中的形变进行实时或定期的监测和记录,以便评估结构的安全性和稳定性。

2. 变形监测的意义是什么?通过变形监测,我们可以及时发现结构体的变形情况,判断结构的健康状况,及时采取相应的维护和修复措施,保证结构的安全运行。

3. 变形监测的方法有哪些?常用的变形监测方法包括全站仪监测、GPS监测、倾斜仪监测、应变计监测等。

二、全站仪监测1. 全站仪监测的原理是什么?全站仪监测利用电子测角仪和距离仪测量目标点的坐标和高程,通过对比测量数据的变化,判断结构体的变形情况。

2. 全站仪监测的优点是什么?全站仪监测具有测量精度高、测量范围广、实时性强等优点,适用于大型结构体的变形监测。

三、GPS监测1. GPS监测的原理是什么?GPS监测利用卫星定位系统测量目标点的坐标,通过对比测量数据的变化,判断结构体的变形情况。

2. GPS监测的优点是什么?GPS监测具有测量精度高、测量范围广、无需目标点可见等优点,适用于大范围结构体的变形监测。

四、倾斜仪监测1. 倾斜仪监测的原理是什么?倾斜仪监测利用倾斜传感器测量目标点的倾斜角度,通过对比测量数据的变化,判断结构体的变形情况。

2. 倾斜仪监测的优点是什么?倾斜仪监测具有测量精度高、实时性强、适用于小范围结构体的变形监测等优点。

五、应变计监测1. 应变计监测的原理是什么?应变计监测利用应变计测量结构体在受力过程中的应变变化,通过对比测量数据的变化,判断结构体的变形情况。

2. 应变计监测的优点是什么?应变计监测具有测量精度高、适用于局部结构体的变形监测、可实时监测等优点。

六、总结通过对变形监测的复习题,我们回顾了变形监测的基本概念和常用方法。

《变形监测与数据处理》考试内容

《变形监测与数据处理》考试内容

《变形监测与数据处理》考试内容《变形监测与数据处理》考试内容第一章1.概念:变形观测、变形体2.变形监测的目的、意义,引起变形的因素3.变形体研究的范围、变形监测的对象如何划分,4.变形观测的内容及变形的分类,变形观测的特点第二章1.概念:观测点、基准点、工作基点、变形监测网、变形监测网的灵敏度、参考网、相对网2.变形监测的技术有哪些?3.常规的地面测量方法及优缺点4.制定变形监测方案需要考虑哪些问题?5.变形观测的精度与频率有哪些要求?6.举例说明基准点、观测点的布设要求。

第三章1.概念:水准基点、垂直位移测量、水平位移测量、深埋双金属标、挠度、倾斜测量、裂缝测量、基准线法、正垂线法、倒垂线法、液体静力水准测量2.水准基点的分类3.观测点的标志有哪些类型,4.观测点的布设有哪些要求5.基坑回弹测量有哪些测量方法6.深埋双金属标的原理7.地面倾斜测量的方法有哪些8.液体静力水准测量的原理及引起其测量精度的因素9.液体静力水准测量测定液面高度的方法10.水平位移的测量有哪些技术与方法11.强制对中装置的类型以及平面标志体有哪些类型,水平位移平面点照准装置有哪些要求12.分析测小角法的精度,引张线法的组成有哪些,其读数方法有哪几种13.在水平廊道内,导线的布设及观测特点(大坝)14.建筑物主体倾斜测量的方法有哪些15.挠度观测方法有哪些第四章1.GPS在变形观测中有哪些应用2.近景摄影测量的优缺点,在变形测量中的应用3.INSAR的应用有哪些方面4.激光扫描技术的分类,该技术有哪些方面的应用第五章1.概念:变性分析、几何物理分析、变形位移曲线图、有限元、统计模型、确定性函数模型2.变形观测的数据处理包括哪些数据,变形观测数据处理的的目标和内容3.对粗差探测处理的方法有哪些4.参考点稳定性检验与分析的方法有哪些5.变形观测的成果整理与分析的内容6.最佳回归方程的意义,选择最佳回归方程的方法,逐步回归分析的计算过程7.变性分析与建模的方法有哪些8.统计模型有哪些优缺点,确定性函数模型的优缺点9.变形监测资料管理系统的组成和主要功能10.大坝的实测自动监测的关键技术有哪些。

变形监测和数据处理

变形监测和数据处理

1.变形监测的概念,目的,意义?概念:就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。

目的:首要目的是掌握变形体的实际性状,为判断其安全提供必要的信息,其次获得变形体变形的空间状态和时间特性,同时还要解释变形的原因。

意义:实用上的意义:主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要的信息,以便及时的发现问题并采取措施。

科学的意义:更好的理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。

2.变形体:变形体的范畴可以大到整个地球,小到一个工程建(构)筑物的块体。

包括自然和人工的构筑物。

(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)3.变形监测的内容及其分类分类:(1)按研究范围分类:全球性的、区域性的、局部性的(2)按时间特性分类:运动式、动态式静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.内容:应根据建筑物的性质和地基情况来定。

(1)工业和民用建筑:对于基础而言:内容是均匀沉陷和不均匀沉陷;对建筑物本身而言:是倾斜和裂缝观测;对工业企业等各种设备而言:是水平位移和竖直位移;对高大建筑物:还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转;位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测(3)钢筋混泥土建筑物:外部观测:水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测内部观测(4)地表沉降:定期进行观测,掌握其沉降与回升的规律。

4.引起变形的因素?(1)人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡,造成地面变形。

(2)人口密集的地方大量抽去地下水,造成地面沉陷。

(3)地下采矿引起矿体上方岩层移动。

(4)地壳中的应力长期的积累(6)与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。

5.变形观测的特点?(1)精度要求高(2)周期性重复观测(3)综合运用各种观测方法(4)数据处理要求严密(5)需要多学科知识的配合6.变形监测技术答:在全球性方面,空间大地测量是最基本且最适用的技术,包括全球定位系统GPS、甚长基线射电干涉测量VLBI、卫星激光测量SLR、激光测月技术LLR以及卫星重力探测技术(卫星测高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量)等技术手段。

变形监测复习资料

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变形监测复习资料1.挠度:建筑的基础、上部结构后构件等在弯矩的作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移。

2.基准点:为进行变形测量而布设的稳定的、需长期保存的测量控制点。

3.工作基点:为直接观测变形点而在现场布设的相对稳定的测量控制点。

4.观测点:布设在建筑地基、基础、场地及上部结构的敏感位置上能反映变形特征的测量点,亦称变形点。

5.变形是自然界普遍存在的现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。

6.所谓变形监测,就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。

其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。

7.变形监测所研究的理论和方法主要研究3各方面的内容:变形信息的获取、变形信息的分析与解释以及变形预报。

8.变形信息的获取方法的选择取决于变形的特征、变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。

9.变形监测的内容:(1)工业与民用建筑:主要包括基础的沉陷观测和建筑物本身的变形观测。

基础:均匀沉陷和不均匀沉陷建筑物本身:倾斜和裂缝高层和高耸建筑物:动态变形(振动的幅值、频率和扭转)工业企业、科学实验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等:水平位移、垂直位移(2)水工建筑:土坝:水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测混凝土坝:以混凝土重力坝为例,由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用,其主要观测项目为垂直位移(从而可以求得基础与坝体的转动)、水平位移(从而可以求得坝体的扭曲)以及伸缩缝的观测,这些内容通常称为外部变形观测。

(3)地面沉降10.变形监测的首要目的是要掌握变形体的实际性状,为判断其安全提供必要的信息。

11.GPS用于变形监测的作业方式可分为周期性和连续性12.传统的变形几何分析主要包括参考点的稳定性分析,观测值的平差处理和质量评定以及变形模型参数估计等内容。

13.变形物理解释的方法可分为统计分析法、确定函数法和混合模型法14.一种随机试验的结果,当用数字表达出来时,则称为随机变量15.对于自变量(时间或空间)的每一个给定值,它是一个随机变量,我们称这种函数为随机函数。

变形监测数据处理复习题

变形监测数据处理复习题

变形监测数据处理复习题变形监测数据处理复习题近年来,随着科技的不断发展,变形监测技术在工程领域中得到了广泛应用。

变形监测数据处理是其中的关键环节,它能够帮助工程师准确分析和评估结构变形情况,为工程安全提供重要依据。

本文将通过一系列复习题,帮助读者巩固和加深对变形监测数据处理的理解。

1. 什么是变形监测数据处理?变形监测数据处理是指对从变形监测仪器中获取的原始数据进行分析、计算和解释的过程。

这一过程旨在提取有用的信息,揭示结构变形的特征和趋势,为工程设计和安全评估提供依据。

2. 变形监测数据处理的基本步骤有哪些?变形监测数据处理的基本步骤包括数据预处理、数据分析和数据解释。

首先,需要对原始数据进行预处理,包括数据去噪、数据对齐等。

其次,进行数据分析,可以使用统计学方法、时间序列分析等手段,提取变形的特征和趋势。

最后,对数据进行解释,根据分析结果评估工程结构的安全性。

3. 常用的变形监测数据处理方法有哪些?常用的变形监测数据处理方法包括趋势分析、周期分析、频谱分析和小波分析等。

趋势分析可以揭示变形的整体趋势;周期分析可以识别出变形的周期性变化;频谱分析可以分析变形信号的频率成分;小波分析可以同时分析变形信号的时域和频域特征。

4. 如何选择合适的变形监测数据处理方法?选择合适的变形监测数据处理方法需要考虑多个因素。

首先,要根据变形信号的特点选择合适的分析方法,例如,如果变形信号具有明显的周期性变化,可以选择周期分析方法。

其次,要根据分析的目的和要求选择合适的方法,例如,如果需要分析变形信号的频率成分,可以选择频谱分析方法。

最后,还需要考虑数据处理的复杂性和计算成本等因素。

5. 变形监测数据处理中常见的问题有哪些?在变形监测数据处理中,常见的问题包括数据质量问题、数据缺失问题和数据误差问题。

数据质量问题是指原始数据存在噪声、漂移等问题,需要进行数据预处理。

数据缺失问题是指部分数据缺失或不完整,需要采用插值等方法进行处理。

变形监测与数据处理考试复习资料.doc

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工业与民用建筑物变形监测概述
基坑工程变形监测资料整理与分析
按逐点观测的每个冋弹标志与基准点的高差,直接推算各测点的初始高程,然后以引测到 坑底的工作基点进行坑底的各测点标高测量,并比较推算出各点的回弹量。
其各点的坐标和回弹量见表。
从表中可以看岀,基坑回弹量最大值在8#点,其值为36.00mm,最小值在13#点,其值为18.00mm,平均回弹量为26.00mm。(最大、最小及平均回弹量)
沉降观测的水准路线(从一个水准基点到另一个水准基点)应为 闭合水准路线。
液体静力水准测量原理及适用性;
一、基本原理
利用连通器内液体在静止时,液面位于同一水平面。
观测时先后视水准基点,接着依次前视各沉降观测点,最后再次 后视该水准基点,两次后视读数之差不应超过土lmmo
沉降观测的水准路线(从一个水准基点到另一个水准基点)应为闭合水 准路线精密三角高程测量误差来源;
精度要求
精度确立原则:
实用、经济、科学、实际
沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。
1)多层建筑物的沉降观测,可采用DSs水准仪,用普通水准测量的方法进行,其水准路线 的闭合差不应超过±2.0徧mm5测站数)。
2)高层建筑物的沉降观测,则应采用DS]精密水准仪,用二等水准测量的方法进行,其水 准路线的闭合差不应超过:土1.oVn mm
变形观测的定义
通过一定的观测方法和仪器测定构筑物或工程建筑物各种变形量大小的工作。
变形观测的目的
♦安全:其目的是监测建(构)筑物在施工
过程中和竣工后据
的可靠程度,以改进设计理论和施
工方法;
♦科研:研究变形的原因和规律,建立正确 的预报模型,准确的分析预报。
沉降监测方法;
观测吋先后视水准基点,接着依次前视各沉降观测点,最后再次后视该水准基点,两次 后视读数之差不应超过

《变形监测与数据处理》复习资料整理总结

《变形监测与数据处理》复习资料整理总结

《变形监测与数据处理》复习资料整理总结变形监测:对被监测的对象或物体(简称变形体)进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。

隧道施工过程中,使用各种类型的仪表和工具,对围岩、支护和衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察,并对其稳定性进行评价,称为监控量测变形监测的时间间隔称为观测周期变形监测又称变形测量或变形观测。

在水平方向所产生的位移叫做建筑物的水平位移,向上的垂直位移叫做上升,而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。

由于建筑物基础的不均匀沉降而使建筑物垂直轴线偏离其设计位置时,叫做建筑物的倾斜。

由基准点、工作基点组成的平面控制网叫做平面监测网也叫水平位移监测网由基准点、工作基点组成的高程控制网叫做高程监测网也叫垂直位移监测网为观测建筑物、构筑物的变形而建立的专用测量控制网叫变形监测网变形监测的目的与意义1分析和评价建筑物的安全状态、2验证设计参数3反馈设计施工质量 4研究正常的变形规律和预报变形的方法变形监测的特点1周期性重复观测2精度要求高3多种观测技术的综合应用4监测网着重于研究点位的变化变形监测系统设计原则针对性、完整性、先进性、可靠性、经济性变形监测方案设计内容变形监测方案有哪些内容:1监测内容2监测方法和仪器3监测精度施测部位和测点布置4监测期限和频度5预警值及报警制度等实施计划6仪器设备及检定要求7观测与数据处理方法提交成果内容。

变形监测系统设计主要内容1技术设计书2有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3观测的原则方案4控制点及监测点的布置方案5测量的必要精度论证6测量的方法及仪器7成果的整理方法及其它要求或建议。

8观测进度计划表9观测人员的编制及预算资料分析的常用方法:作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。

沉降产生的原因1与地基的土力学性质和地基的处理方式有关;2与建筑物基础的设计有关;3与建筑物的上部结构有关,即与建筑物基础的荷载有关;4施工中地下水的升降对建筑物沉降也有较大的影响。

变形监测数据处理

变形监测数据处理

1.2 变形监测技术及其发展
本节重点为:
➢ 变形信息获取的手段 ➢ 变形监测方案设计问题 ➢ 地表变形监测方法 ➢ GPS周期性和连续性变形监测问题 ➢ GPS动态监测 ➢ 变形监测技术的未来
GPS在工程中的应用
厦 门 的 高 层 建 筑
GPS在高层建筑动态监测中
的应用
厦 门 建 设 银 行 大 厦
2)地面摄影测量技术在变形监测中的应用起步较早,但是 由于摄影距离不能过远,绝对精度较低,使得其应用受到局 限,仅大量应用于高塔、烟囱、古建筑、船闸、边坡体等的 变形监测.后来发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量为地 面摄影测量技术在变形监测中的深入应用开拓了非常广泛的 前景。地面三维激光扫描系统将是变形监测领域的一种重要 技术。
3)光、机、电技术的发展,研制了一些特殊和专用的监 测仪器可用于变形的自动监测,它包括应变测量、准直测量 和倾斜测量。采用光纤传感器测量系统将信号测量与信号传 输合二为一,具有强的抗雷击、抗电磁场干扰和抗恶劣环境 的能力,便于组成遥测系统,实现在线分布式监测。
1.2 变形监测技术及其发展
4)GNSS作为一种全新的现代空间定位技术,已逐渐在许 多领域取代常规光学和电子测量仪器,在变形监测领域也不 例外.
变形分析的内涵就是从错综复杂的变形现象中找出其 内在规律性。
1.3 变形分析的的内涵及其研究进展
变形分析的研究内容涉及到变形数据处理与分析、变形 物理解释和变形预报的各个方面,通常将其划为两部分:
1)变形的几何分析; 2)变形物理解释. 变形的几何分析是对变形体的形状和大小的变形作几何 描述,其任务在于描述变形体变形的空间状态和时间特性。 变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之 间的关系,解释变形的原因。

第七章 变形监测和数据处理(三)

第七章 变形监测和数据处理(三)
铅垂线可以用光学法、光电法或机械法产生。偏距可用 垂线坐标仪、测尺或传感器测得。
例如,两台经纬仪过同一基准点的两个垂直平面的交线 即为铅垂线(参见图7-13)。用精密光学垂准仪可产 生过底部基准点(底向垂准仪)或顶部基准点(顶向垂 准仪)的铅垂线。光学法仪器中加上激光目镜,则可 产生可见铅垂线,称激光铅直法。
能够观测建筑物的沉降、位移、倾斜量 等,易于实现自动化。但测点不同 步,且受气候条件影响,不能全天 候监测。
全天侯监测、操作简单、自动化程度高 、定位速度快;缺点是平面精度高 、高程精度低。
选择仪器时一般要注意
1.选择观测仪器必须从监测实际情况出发,选用的仪器 应能满足监测精度的要求。
2.在选用仪器时,既要注意环境条件,又要避免盲目追 求精度。
7.3 变形监测方法和自动化
3、特殊的大地测量方法
(1)短距离和距离变化测量方法
距离小于50m ,可采用机械法。 如研制的金属丝测长仪,将很细的金属丝(受温度影响小)
在固定拉力下绕在铟瓦测鼓上,精度优于1mm。两点间 在i和i+1周期之间的距离变化Δl:
伸缩测微铟瓦线尺:由伸缩测量和拉力测量两部分组成,其 测微分辨率为0.01mm,如果传递元素(铟瓦线、石英棒 等)的长度a、b保持不变,则只需测微小量 。Δl的精度可 达0.02mm。
7.3 变形监测方法和自动化
3、特殊的大地测量方法
(1)短距离和距离变化测量方法
下图伸缩测微仪原理
7.3 变形监测方法和自动化
3、特殊的大地测量方法 (2)偏离水平基准线的微距离测量——准直法
1.水平基准线通常平行于被监测物体(如大坝、机 器设备)的轴线。 2.偏离基准线的垂直距离或到基准线所构成的垂直基 准面的偏离值称偏距(或垂距)。 3.测量偏距的方法称准直(测量)法。 4.基准线(或基准面)可用光学法、光电法和机械法 产生。

变形监测复习资料

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一、名词解释1、变形:变形是指变形体在各种载荷的作用下,其形状大小及位置在时空域中的变化2、倾斜观测:测定工业与民用建筑物倾斜度随时间变化的工作3、挠度:建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲,弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移4、水平位移:建筑物的水平位移是指建筑物整体平面移动5、液体静力水准:利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法6、测量机器人:由电动马达驱动和程序控制的TPS系统结合激光,通信及CCD技术组合而成的7、奇异值:与前面变形规律不同,但不一定是错误的观测值,所以接受8、回归分析:从数理统计的理论出发,对建筑物的变形量与各种作用因素的关系,在进行了大量的实验和观测后,仍然有可能寻找出它们之间的一定的规律性,这种处理变形监测资料的方法即叫回归分析二、简答题(6分×6=36分)1、工程建筑物产生变形的主要原因,及变形的分类?由于工程地质,外界条件等因素的影响,建筑物及其设备在施工和运营过程中都会产生一定的变形通常情况下可以分为静态变形和动态变形,根据变形特征可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。

按变形速度分类:长周期,短周期,瞬时形变。

按变形特点分类:弹性变形和塑性变形原因:(1) 自然条件及其变化:建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化,以及相邻建筑物的影响等。

(2) 与建筑物本身相联系的原因:如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量等。

(3) 由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷,还会引起建筑物产生额外变形。

分类:(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形(2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形2、水平位移监测有哪些主要方法?大地测量法,基准线法,专用测量法,GPS测量法3、变形监测方案编制的步骤和主要内容。

1变形监测内容的确定2监测方法,仪器和精度的确定3监测部位和测点布置的确定4 监测频率的确定监测方案编制的步骤(1)收集监测工作所需的基础技术资料;(2)现场踏勘,了解掌握周围环境;(3)编制监测方案初稿;(4)会同有关部门(包括甲方、施工方、监理方等)确定各类监测项目和数据的控制基准;(5)监测方案上报审查、修改完善、报批执行。

《变形监测与数据处理》考试复习参考

《变形监测与数据处理》考试复习参考

参考书目:《工程测量》(李青岳、陈永奇)《变形监测数据处理》(武大出版社)1 变形监测的概念,目的,意义?概念:就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。

目的:首要目的是掌握变形体的实际性状,为判断其安全提供必要的信息,其次获得变形体变形的空间状态和时间特性(几何分析),同时还要解释变形的原因(物理解释)。

意义:实用上的意义:主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要的信息,以便及时的发现问题并采取措施。

科学上的意义:更好的理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。

2 变形体:变形体的范畴可以大到整个地球,小到一个工程建(构)筑物的块体,包括自然和人工的构筑物。

(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)3 引起变形的因素?(可总结为3个方面,○1自然因素○2工程自身○3与工程有关的勘测、设计、施工、运营等) (1)人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡,造成地面变形。

(2)人口密集的地方大量抽去地下水,造成地面沉陷。

(3)地下采矿引起矿体上方岩层移动。

(4)地壳中的应力长期的积累,引起地壳位移甚至地震(5)与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。

4 变形体的范畴:全球性变形研究(空间大地测量)、区域性变形研究(GPS、INSAR)、工程和局部性变形研究(地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术)。

5.变形监测的内容及其分类分类:(1)按研究范围分类:全球性的、区域性的、局部性的(2)按时间特性分类:运动式(变形总趋势朝一个方向)、动态式(观测主要得到振动的幅值,周期等信息)静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.内容:应根据建筑物的性质和地基情况来定。

(1)工业和民用建筑:对于基础而言:内容是均匀沉陷和不均匀沉陷;对建筑物本身而言:是倾斜和裂缝观测;对工业企业等各种设备而言:是水平位移和竖直位移;对高层和高耸建筑物:还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转;(2)水工建筑物:水平位移、垂直位移、渗透(浸润线)以及裂缝观测(3)钢筋混泥土建筑物:外部观测:水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测内部观测(4)地表沉降:定期进行观测,掌握其沉降与回升的规律。

第七章 变形监测和数据处理(三)

第七章 变形监测和数据处理(三)
而缺点是外业工作量大,作业时间长,难于 实现连续监测及测量过程的自动化。
测量机器人
测量机器人(Measurement Robot,或称测地机器人,Georobt) 是一种能代替人进行自动搜索、跟 踪、辨识和精确照准目标并获取角 度、距离、三维坐标记忆影像等信 息的智能型电子全站仪。它是在全 站仪的基础上集成步进马达、CCD 影像传感器构成的视频成像系统, 并配置智能化的控制及应用软件发 展而成的。
精度与距离有关,最高可 达1mm
一般精度10-5~10-6
精度可达毫米级
1mm+1ppm
平面精度10+1ppm,垂直 精度可达20+1ppm
可以测量建筑物的挠度、高层建筑物的 倾斜、基础的沉降。
可以测量建筑物的横向位移。精度较高 ,且易实现自动化,但不如常规测 量仪器灵活。
观测精度低,有时不能满足要求,各监 测点不同步,精度与建筑物的形状 、大小有关,受自然地理条件限制 。
常 用 监 特殊测量 测 手段 仪 器 比 较 摄影测量
方法
机械位移计
位移传感器 测角仪
准直测量 摄影经纬仪 数码像机
TCA测量机器人
GPS RTK方式
百分表的精度0.01mm, 千分表的精度 0.001mm
可以达到0.01毫米
精度较高,测量过程简单,容易实现连 续监测和自动化观测,能够提供局 部的观测信息。但不如常规测量仪 器灵活。
4.由于两者以上不同的特点,故静态监测与动态监测可 以相辅相成,全面监测建筑物的运营状态,以达到共同 监测建筑物安全的目的。
方法
常规大地 测量方法
仪器
全站仪、水准仪 、经纬仪、 测距仪
精度 可满足不同的精度要求。
适用性评价
灵活性大,能适用于不同结构形式的建 筑物。缺点是受地形通视和气候条 件影响,难以实现自动化监测。

变形监测期末复习资料

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第一章变形观测基本问题变形观测概念:变形:指变形体(根据变形监测区域大小,可将变形监测对象分为三大类:全球性的、区域性的、工程与局部性的,本文统称其为变形体)在各种致变因素的作用下,其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。

本质:是变形体渐变性位移变形到突然发生宏观移动的非线性过程。

变形观测:指为了解变形量大小,通过定期测量观测点相对于基准点的变化量,从历次观测结果比较了解变形随时间与空间的发展情况。

这个过程即是变形观测。

变形观测的研究对象全球性变形研究:板块运动、地极远东区域性变形研究:城市地面沉降工程和局部变形研究:建筑物变形、滑坡、开采沉陷精密工测中的变形研究:桥梁、坝体、地铁、护堤变形观测的目的确保工程安全运营进行变形分析,建立预报变形的理论和方法变形观测的主要内容沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、挠度监测、滑坡监测等变形观测的意义实用上:检查各种工程建筑物及其基础的稳定性,及时掌握变形情况,为安全性诊断提供必要的信息,以便及时发现问题并采取措施科研上:更好地理解变形机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动假说,进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型变形观测的主要技术方法第二章常规地面测量方法2、GPS的应用3、摄影测量方法4、特殊测量手段法5、综合各种技术方法变形观测的特点14、精度要求高2、重复观测3、数据处理要求高4、多学科的配合5、责任重大变形的分类一般情况,变形可分为静态变形和动态变形两大类。

根据变形体的变形特征,变形可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。

变形按照其速度一般可分为:长周期变形、短周期变形和瞬时变形。

变形按其特点可分为弹性变形和塑性变形两类。

变形观测的精度要求制定变形监测精度取决于监测目的、允许变形的大小、仪器和方法所能达到的精度。

一般而言,实用目的观测中误差应小于允许变形值的1/10~1/20,科研目的观测中误差应小于允许变形值的1/20~1/100(1971年国际测量工作者联合会第十三界会议提出)监测测精度及监测周期的合理确定监测精度与监测周期和位移速度之间存在一定的相互制约的关系:①当位移速度一定时, 监测周期越短对监测精度的要求越高;②当复测周期一定时, 位移速度越快对监测精度的要求越低;③当位移速度很小时, 要求有很高的监测精度和较长的复测周期;④随着位移速度的增大, 可以相应地缩短复测周期和降低监测精度。

变形监测数据处理

变形监测数据处理

变形监测数据处理1.变形的类型(了解):按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形;按变形状态则可分为静态变形和动态变形(1)水准基点:垂直位移监测的基准点。

一般3~4个点构成一组,形成近似正三角形或正方形,为保证其坚固与稳定,应选埋在变形区以外的岩石上或深埋于原状土上,也可以选埋在稳固的建构筑物上。

普通混凝土标;地面岩石标;浅埋钢管标;井式混凝土标;深埋钢管标;深埋双金属标(2)工作基点:用于直接测定监测点的起点或终点。

工作基点布置:应在变形区附近相对稳定的地方,其高程尽可能接近监测点的高程。

工作基点埋设:一般采用地表岩石标,当建筑物附近的覆盖层较深时,可采用浅埋标志,当新建建筑物附近有基础稳定的建筑物时,也可设置在该建筑物上。

工作基点观测:应经常与水准基点进行联测,通过联测结果判断其稳定状况,保证监测成果的正确可靠。

(3)监测点:垂直位移监测点的简称,布设在被监测建(构)筑物上。

5.监测点布设要求:位于建(构)筑物的特征点上,能充分反映建(构)筑物的沉降变形情况,点位应当避开障碍物,便于观测和长期保护,标志应稳固,不影响建构筑物的美观和使用,还要考虑建筑物基础地质、建筑结构、应力分布等,对重要和薄弱部位应该适当增加监测点的数目。

盒式标志;窨井式标志;螺栓式标志6.监测点分类:基准点:基本控制点,尽可能长期保存、稳定不动,一般每个工程要3个以上;7.监测点设置一般原则:要能够反映变形监测对象整体及关键部位的位移;便于现场观测;便于保存,并不易受损;不同监测对象类型的相应规范要求。

变形监测方案的设计的原则:以安全监测为目的,针对监测对象安全稳定的主要指标进行;测点的布置应能够比较全面地反映出监测对象的工作状态;按照国家现行的有关规定与规范进行;应尽量采用先进的测试技术,积极选用效率高、可靠性强的先进仪器和设备;各监测项目应能够相互校验,以利于进行变形分析;在满足监测性能和精度要求前提下,力求减少费用;方案中临时监测项目和永久监测项目应相互衔接;应尽量减少与工程施工的交叉影响。

变形监测复习总结

变形监测复习总结

第1章概述简述变形监测的定义。

答:对被监测的对象或物体(简称变形体)进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。

变形监测又称变形测量或变形观测。

变形体一般包括工程建筑物、技术设备以及其他自然或人工对象。

简述安全监测的主要目的。

答:分析和评价建筑物的安全状态;验证设计参数;反馈设计施工质量;研究正常的变形规律和预报变形的方法。

简述变形监测的特点。

答:周期性重复观测;精度要求高;多种观测技术的综合应用;监测网着重于研究点位的变化。

简述建筑物产生变形的原因。

答:主要可分为外部原因和内部原因两个方面。

外部原因主要有:建筑物的自重、使用中的动荷载、振动或风力等因素引起的附加荷载、地下水位的升降、建筑物附近新工程施工对地基的扰动等等。

内部原因主要有:地质勘探不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当等。

建筑物变形一般如何进行分类?答:在通常情况下,变形可分为静态变形和动态变形两大类。

静态变形主要指变形体随时间的变化而发生的变形,这种变形一般速度较慢,需要较长的时间才能被发觉。

动态变形主要指变形体在外界荷载的作用下发生的变形,这种变形的大小和速度与荷载密切相关,在通常情况下,荷载的作用将使变形即刻发生。

建筑物变形监测的主要内容有哪几类?答:对于不同类型的变形体,其监测的内容和方法有一定的差异。

总的来说可以分成现场巡视、位移监测、渗流监测、应力监测、环境量监测等几个方面。

环境量监测的主要内容有哪些?答:环境量监测一般包括气温、气压、降水量、风力、风向等。

现场巡视检查的主要方法有哪些?答:巡视检查的方法主要依靠目视、耳听、手摸、鼻嗅等直观方法,也可辅以锤、钎、量具、放大镜、望远镜、照相机、摄像机等工器具进行。

位移监测的主要内容有哪些?答:位移监测主要包括沉降监测、水平位移监测、挠度监测、裂缝监测等。

渗流监测的主要内容有哪些?答:渗流监测主要包括地下水位监测、渗透压力监测、渗流量监测等。

对于水工建筑物,还要包括扬压力监测、水质监测等。

变形监测数据处理复习资料

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变形监测复习资料2010-06-23 21:38:30| 分类:测绘行业阅读160 评论0 字号:大中小订阅第一章引论1.变形监测的意义、内容与目的基本概念:变形是自然界的普遍现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时空域中的变化变形监测就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作变形体的范畴:全球性变形研究(空间大地测量)、区域性变形研究(GPS)、工程和局部性变形研究(地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS 为主的空间定位技术)外部变形观测:对于混凝土坝,以混凝土重力坝为例,由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用,其主要观测项目主要为垂直位移、水平位移以及伸缩缝的观测,这些内容通常称为外部变形观测。

内部观测:为了了解混凝土坝结构内部的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测,这些内容通常称为内部观测。

水平位移观测:主要包括在同一高程面上不同点位在垂直于建筑物轴线方向的水平位移,在同一铅垂线上的不同高程面上的水平位移,及任意点在任意方向上水平位移。

1)变形监测的内容变形监测的内容1)工业与民用建筑物:主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测2)水工建筑物:对于土坝,其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。

3)地面沉降:对于建立在江河下游冲积层上的城市,由于工业用水需要大量地吸取地下水,而影响地下土层的结构,将使地面发生沉降现象。

对于地下采矿地区,由于在地下大量的采掘,也会使地表发生沉降现象2)变形监测的目的和意义变形监测的目的和意义:具有实用上的意义,主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要信息,及时发现问题,以便采取措施;具有科学上的意义,包括更好地理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计,以及建立有效的变形预报模型。

2.变形监测技术及其发展1)变形信息获取方法的选择决定因素变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。

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GPS变形监测的特点:测站间无需通视、同时提供监测点的三维位移信息、全天候监测、监测精度高、操纵简便,易于实现监测自动化、GPS大地高可直接用于垂直位移测量。
GPS变形监测分为周期性监测模式和连续性监测模式。
特殊的测量手测量过程简单;容易实现自动化观测和连续监测;提供的是局部的变形信息。
移动式半自动变形监测系统的作业与传统观测方法一样,在各观测墩上安置整平仪器,输入测站点号,进行必要的测站设置,后视之后测量机器人会按照预置在机内的观测点顺序、测回数,全自动的寻找目标,精确的照准目标、记录观测数据,计算各种限差,作超限重测或等待人工干预等。完成一个测点的工作后,人工将仪器搬到下一个施测的点上,重复上述的工作,直到所有外业工作完成。这种移动式网观测模式可大大减轻观测者的劳动强度,所获得的成果精度更好。
? 具有科学上的意义,包括更好地理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计,以及建立有效的变形预报模型。
变形监测技术及其发展
变形信息获取方法的选择取决于变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。
? 在全球性变形监测方面,空间大地测量是最基本最适用的技术,它主要包括全球定位系统(GPS)、甚长基线射电干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月技术(LLR)以及卫星重力探测技术(卫星测高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量)等技术手段;
平稳随机过程:若随机过程x(t)的所有特征量与t无关,即其特征量不随t的推移而变化,则称x(t)为平稳随机过程。否则,称为非平稳过程。
各态历经随机过程:从单个观测得到的时间历经求出特征量的一类平稳过程的总称。
第三章 变形监测技术
地面监测方法主要是指通过高精度的地面测量仪器及其设备测量角度、长度和高程的变化来确定变形。主要方法有:前方交会法(角度、边长交会)、后方交会法(自由设站法)、 极坐标法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量、三角高程测量。
监测部位和测点布置的确定:监测点布设在变形体的特征部位,重点突出;基准点应布设在稳定位置。
变形监测频率的确定:变形监测的频率取决于变形的大小、速度以及观测的目的。
综合变形监测系统:综合应用各种方法和技术,取长补短,满足变形监测工作需要。
测量控制网包括:测图控制网、施工控制网、变形监测网。
变形监测所研究的理论和方法主要涉及到这样三个方面:变形信息的获取;变形信息的分析与解释;以及变形预报。
对于工程建筑物,变形监测的意义重点表现在:确保安全、验证设计、灾害防治。
? 具有实用上的意义,主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性,为安全性诊断提供必要信息,及时发现问题,以便采取措施;
展望变形监测技术的未来:
① 多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和GPS的应用,将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展;② 变形监测的时空采样率会得到大大提高,变形监测自动化可为变形分析提供极为丰富的数据信息;③ 高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统,要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行;④ 实现远程在线实时监控,在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用,网络监控是推进重大工程安全监控管理的必由之路。
? 在工程和局部性变形监测方面,地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术等均得到了较好的应用。
合理设计变形监测方案是变形监测的首要工作,对于监测网设计而言,其主要内容包括:确定监测网的质量标准;选择观测方法;点位的最佳布设和观测方案的最优选择。目前,在变形监测方案与监测系统设计方面,其主要发展是监测方案的综合设计和监测系统的数据管理与综合处理。
《变形监测与数据处理》复习资料(2009-07-14 16:30:50)标签:校园
第一章 引论
变形是自然界的普遍现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时空域中的变化。
变形监测,就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。
? 在区域性变形监测方面,GPS已成为主要的技术手段。近十年发展起来的空间对地观测遥感新技术——合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar),在监测地震变形、火山地表移动、冰川漂移、地面沉降、山体滑坡等方面,其试验成果的精度已可达厘米或毫米级,表现出很强的技术优势。但精密水准测量依然是高精度高程信息获取的方法。
变形监测方案制定的主要内容:变形监测内容的确定、监测方法、仪器和监测精度的确定、监测部位和测点布置的确定、变形监测频率的确定、综合变形监测系统。
变形监测内容的确定:应根据变形体的性质、监测要求和环境等因素来确定变形监测工作的内容。
监测方法、仪器和监测精度的确定:变形监测方法和仪器的选择:取决于工程地质条件以及工程周围的环境条件,根据监测内容的不同可以选择不同的方法和仪器。变形监测的精度要求 :对于工程建筑物来说,变形监测的精度要求,取决于该工程建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。
地面监测方法的基本特点:
ü 能够直接提供测点的变形状态,监控面积较大;
ü 布网式的观测量可以相互校核和精度评定;
ü 灵活、简便,可适应于不同的精度要求。
测量机器人工作原理及其应用
测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。它是在全站仪基础上集成步进马达、CCD影像传感器构成的视频成像系统,并配置智能化的控制及应用软件发展形成的。
u 2)连续性变形监测指的是采用固定监测仪器进行长时间的数据采集,获得变形数据序列。虽然连续性监测模式也是对测点进行重复性的观测,但其观测数据是连续的,具有较高的时间分辨率。根据变形体的不同特征,GPS连续性监测可采用静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法进行观测,一般要求变形响应的实时性,它为数据解算和分析提出了更高要求。
变形体的范畴可以大到整个地球,小到一个工程建(构)筑物的块体,它包括自然的和人工的构筑物。根据变形体的研究范围,可将变形监测研究对象划分为这样三类:
1.全球性变形研究,如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等;
2.区域性变形研究,如地壳形变监测、城市地面沉降等;
3.工程和局部性变形研究,如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。
ü 可以同时测定变形体上任意点的变形;
ü 提供完全和瞬时的三维空间信息;
ü 大量减少野外的测量工作量;
ü 可以不需要接触被测物体;
ü 通过摄影底片,可以观测到变形体以前的状态。
地面摄影测量进行变形观测的两种基本方式:固定摄站的时间基线法、地面立体摄影测量法。其中地面立体摄影测量根据光轴与摄影基线的相对位置不同,摄影方式分为正直摄影、等偏摄影、交向摄影和等倾摄影。
固定式全自动变形监测系统可实现全天侯无人守值监测,并有高效、全自动、准确、实时性强等特点。但也有缺点:a.没有多余观测量,测量精度随着距离的增长而显著的降低,且不易发现粗差;b.系统所需的测量机器人、棱镜、计算机等设备因长期固定而需采用特殊措施保护起来;c.需要雄厚的资金作保证,测量机器人等昂贵仪器设备只能在一个变形监测项目中专用。
测量控制网优化设计具有理论性和实用性:1)在人、财、物的条件下,控制网具有最好的精度、灵敏度和可靠性2)在满足精度、灵敏度和可靠性的条件下,控制网的成本最低。
控制网优化设计问题的分类及解法:零类设计(基准设计)、一类设计(结构图形设计)、二类设计(观测值权的分配)、三类设计(网的改造或加密方案设计)。
地面摄影测量方法及其特点
用地面摄影测量方法测定工程建筑物、构筑物、滑坡体等的变形,就是在变形体周围选择稳定的点,在这些点上安置摄影机,并对变形体进行摄影,然后通过内业量测和数据处理得到变形体上目标点的二维或三维坐标,比较不同时刻目标点的坐标得到它们的位移。
摄影测量方法进行变形观测的主要特点:
变形监测的内容,应根据变形体的性质与地基情况来定。
1)工业与民用建筑物:主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测。就其基础而言,主要观测内容是建筑物的均匀沉陷与不均匀沉陷。对于建筑物本身来说,则主要是观测倾斜与裂缝。对于高层和高耸建筑物,还应对其动态变形(主要为振动的幅值、频率和扭转)进行观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等,其主要观测内容是水平位移和垂直位移。
2)水工建筑物:对于土坝,其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。对于混凝土坝,以混凝土重力坝为例,由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用, 其主要观测项目主要为垂直位移(从而可以求得基础与坝体的转动)、水平位移(从而可以求得坝体的扭曲)以及伸缩缝的观测,这些内容通常称为外部变形观测。此外,为了了解混凝土坝结构内部的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测,这些内容通常称为内部观测。
u 在动态监测方面,过去一般采用加速度计、激光干涉仪等测量设备测定建筑结构的振动特性,但是,随着建筑物高度的增高,以及连续性、实时性和自动化监测程度的要求加强,常规测量技术已越来越受到局限。GPS作为一种新方法,由于其硬件和软件的发展与完善,特别是高采样率(目前有的已高达20Hz)GPS接收机的出现,在大型结构物动态特性和变形监测方面已表现出其独特的优越性。
GPS用于变形监测的作业方式可划分为周期性和连续性两种模式
u 1)周期性变形监测与传统的变形监测网没有多大区别,因为有的变形体的变形极为缓慢,在局部时间域内可以认为是稳定的,其监测频率可以是几个月,有的长达几年,此时,采用GPS静态相对定位法进行测量,数据处理与分析一般都是事后的。经过十多年的努力,GPS静态相对定位数据处理技术基本成熟,在周期性监测方面,其最大屏障还是变形基准的选择与确定,已成为近几年研究的关键 。
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