基于GNSS技术的地面沉降监测方法研究
GNSS大地高在精密沉降监测工程中的应用研究
GNSS大地高在精密沉降监测工程中的应用研究摘要：在工程建设中为了监测建筑物的安全，保证施工进度的顺利完成，常需要对建筑物进行沉降监测。
针对沉降监测工程中传统水准测量效率低、实施困难等问题提出一种基于GNSS大地高的沉降监测方法，利用多个GNSS监测站组成监测网获取监测点的大点高，进而得到沉降变化。
为了验证该方法的有效性，在滨州港某新建码头的沉降监测项目采用GNSS大地高监测沉降变化，取得了优于2mm的沉降监测精度，监测成果能够很好的反映沉降变化趋势，表明该方法能够满足精密沉降监测工程的要求。
关键词：大地高；沉降；监测；精度沉降监测是工程施工和维护阶段必不可少的一个环节，通过沉降监测能够及时关注建筑物状态，避免造成不可挽回的损失。
水准测量是沉降测量的常用手段，能够比较准确的获取监测点的高程变化信息。
在大型建筑工程中，监测点间隔远、监测点高差较大，水准测量实施比较困难，且难以满足实时性监测的要求。
GNSS具有观测站之间无需通视、定位精度高、操作简单、全天候作业等优点，能够满足各种复杂条件下的沉降监测要求，具有较好的应用前景。
1、项目概况滨州港拟吹填区域西北方新建3万吨级码头，码头后方为拟吹填区域，工程区域建筑见图1。
受潮汐、吹填施工等因素影响，新建码头变形情况比较复杂，因此有必要对新建码头进行沉降变形监测。
由于两侧围堰为抛石堤，传统水准测量方法布设水准路线困难，大雾、下雨、夜晚等因素影响测量实施，常规测量方法耗时耗力，并且难以持续有效的监测码头沉降情况。
图1 工程现状图Figure 1 Engineering status为了实现对新建码头的实时动态监测，在新建码头布设4个GNSS监测点，并在距离新建码头约5km的稳固地基处布设1个基准点，组成连续监测网。
监测网通过DTU通讯模块将数据传输到PC机，PC机接收到数据后对基准点和监测点数据联合解算得到监测点的坐标，进而实现监测点的沉降监测。
观测分为两个阶段：①试验阶段，本阶段没有吹填施工，主要进行仪器设备的调试和沉降观测精度评估；②监测阶段，本阶段有吹填施工，对大地高数据进行采集分析，评估新建码头的沉降。
基于GNSS技术的地面沉降监测方法研究
基于GNSS技术的地面沉降监测方法研究【摘要】传统地面沉降多使用一、二等水准观测，存在观测周期长，费时费力，效率低下等问题。
分析了正常高、大地高、沉降量之间的关系，提出了利用静态GNSS技术进行大范围地面沉降监测的方法。
工程实践表明，只要采取合理的观测方法及必要的质量控制措施，GNSS可以满足地面沉降监测精度要求。
【关键字】地面沉降监测，GNSS，精密水准，观测精度目前地面沉降已经成为一种普遍的环境地质现象，给城市的生活、建设、发展带来严重的危害，如何更加准确、快速的进行地面沉降监测是测绘工作者共同关心的课题。
长期以来，城市地面沉降观测大多使用精密水准观测方法，该方法作业周期长、实时性差，以及系统误差积累等问题，又严重影响监测成果的可靠性与真实性；同时，根据已有数据统计，使用该方法，需要长距离的高程基准传递，增加了工作量，影响了观测精度。
GNSS具有观测周期短、布网迅速、精度高、自动化程度高等优点，已经广泛应用于控制测量、变形监测等领域，且GNSS 的高程分量精度的提高也越来越成为人们关注的热点问题。
探讨基于GNSS的地面沉降监测方法，使人们从繁重的水准测量中解脱出来，提高城市地面沉降监测的效率，具有较高的应用价值。
1 基于GNSS的地面沉降监测原理众所周知，传统的精密水准测量得到的是正常高，而GNSS技术测量得到的是大地高，而城市地面沉降需要的成果是沉降量，分析不同高程系统之间的关系，如何消除不同高程系统间转换的误差，是使用GNSS技术进行沉降监测的基础。
事实上，大地高与正常高之间满足下列关系式（1）在公式（1）中，H为大地高，h为正常高，为高程异常。
如果在与两个不同时刻测定了沉降监测点的大地高，那么就有：（2）从公式（2）可以看出，当不考虑高程异常瞬时变化时，大地高变化量与正常高变化量完全等价，即（3）而大地高是一种纯几何量，与地球内部的物质分布无关，避开了大地水准面不平行性和重力异常变化等问题，比精密水准测量更合理。
GNSS连续站在地面沉降监测中的应用
GNSS连续站在地面沉降监测中的应用发布时间：2021-06-07T16:35:59.993Z 来源：《基层建设》2021年第4期作者：王琦[导读] 摘要：目前地面沉降监测以传统的地面水平测量为主，地面沉降严重的城市基本上每年监测一次。
正元地理信息集团股份有限公司山东分公司山东济南 250101摘要：目前地面沉降监测以传统的地面水平测量为主，地面沉降严重的城市基本上每年监测一次。
但是，地面沉降严重，地面沉降范围广的城市受到基准点不稳定和水平线误差累积两个因素的综合影响，地面沉降监测的准确度难以持续提高，严重影响地面沉降发展趋势的鉴别，给控制地面沉降措施带来困难，亟待提出新的解决方法。
关键词：地面沉降；GNSS监测；标准；应用序论地面沉降GNSS监测点的数据处理分析过程中，参考点和监测点坐标监测标准的正确选择，对准确反映监测数据的综合处理分析准确度和客观实际的反映沉降监测点位置的沉降移动速度均具有十分重要的现实意义。
基准点应该建立在稳定的地质基岩上，但由于没有稳定的地壳重力运动，所以建立在稳定基岩上的基准点也不可能存在地面水平和地下垂直两个方向的地壳运动。
因此，选择一个稳定、高精度的以观测地区为中心的位置坐标系，对整个点的实时数据处理进行全面监测，是整个点数据处理中非常重要的一步。
重点讨论如何利用相应的IGS两站点作为共同沉降监测的基准点，共同建立沉降监测，使沉降监测点形成水平差异，确定各沉降监测点的高精度和低精度沉降垂直方向变化角度分量，得到监测点的共同沉降监测值。
1地面沉降GNSS监测目前，许多城市已经建立了自己的GNSS监控系统。
作为大城市综合地理监测信息系统框架的一部分，GNSS连续地理监测网具有监测站点空间分布均匀、间隔平均约50公里的独特优势，观察时间短，顺序长，监测数据值准确可靠。
GNSS连续监测站本身的沉降量是通过GNSS技术准确计算的，因此可以认为是基准点。
参考点观测码头同时设置水平标志，与整个水平网连续测量，根据参考点沉降量和二期水平观测，可以得出不同水平的沉降量。
GPS(GNSS)技术在地质灾害监测中的应用(修改稿)
GPS(GNSS)技术在地质灾害监测中的应用引言地质灾害是自然界常见的灾害之一，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
因此，对于地质灾害的监测与预警是非常重要的。
随着技术的不断发展，GPS(GNSS)技术在地质灾害监测中的应用逐渐成为研究热点。
本文将探讨GPS(GNSS)技术在地质灾害监测中的应用，并分析其优势和挑战。
GPS(GNSS)技术概述GPS是全球定位系统的简称，GNSS是全球导航卫星系统的简称。
GPS(GNSS)技术通过接收来自卫星的信号，并通过测量信号的传播时间来计算接收器与卫星的距离，从而实现精确定位。
GPS(GNSS)技术具有全球覆盖、高精度、实时性和连续性等突出优势，使其成为地质灾害监测中广泛应用的技术手段。
GPS(GNSS)技术在地质灾害监测中的应用地震监测地震是地球上常见的地质灾害之一，对人们的生命和财产造成严重威胁。
GPS(GNSS)技术在地震监测中的应用主要体现在两个方面：一是通过测量地表的形变情况，可以实时监测到地震的发生及其规模，从而提前进行预警；二是通过连续监测地震后地表的形变情况，可以推断地下断层的滑动情况，对地震研究具有重要意义。
地面沉降监测地面沉降是指由于地下水开采、地下采矿等原因导致地面水平面下降的现象。
GPS(GNSS)技术可以通过连续监测地面的高程变化情况，对地面沉降进行实时监测和分析。
这种监测手段具有高精度、实时性和连续性的特点，可以提供重要的数据支持，为地面沉降的预警和治理提供科学依据。
火山活动监测火山活动是一种强烈的地质灾害，对周边地区造成巨大的破坏。
GPS(GNSS)技术在火山活动监测中的应用主要体现在对火山周围地区地壳形变的监测。
通过对地震前后火山周围地壳的形变情况进行监测和分析，可以预测火山喷发的可能性，并及时采取相应的防范措施，保护人们的生命和财产安全。
GPS(GNSS)技术的优势和挑战优势1.全球覆盖：GPS(GNSS)技术可以实现全球覆盖，无论在任何地点都可以进行监测；2.高精度：GPS(GNSS)技术具有较高的定位精度，可以实现毫米级的位移测量；3.实时性：GPS(GNSS)技术可以实时获取地表的形变情况，为地质灾害的监测与预警提供及时数据支持；4.连续性：GPS(GNSS)技术可以连续地对地表形变进行监测，提供时序性数据，为长期的研究和分析提供便利。
GPS在城市地面沉降监测中的应用研究
GPS在城市地面沉降监测中的应用研究【摘要】地面的沉降是我国的一种主要地质灾害的类型。
在我国，多个城市相继出现了不同程度的地面沉降。
本文就GPS在测量地面沉降的可靠性及精度来进行分析论述。
【关键词】地面沉降；GPS技术；可靠性前言地面的沉降是一种普遍环境地质的现象。
这一现象的出现严重危害城市建设和居民的生活，阻碍社会经济的发展，因此控制地面沉降就成为了关注的焦点。
本文主要探讨如何快速和准确地利用GPS技术进行地面沉降的监测。
1 分析我国城市地面沉降的现状地面沉降是地球的表面标高或降低的一种环境的地质现象，又名地陷和地面下沉。
我国目前已经有50多个的城市出现了不同程度的地面沉降情况。
主要出现的地区有汾渭盆地以及华北平原、长江三角洲地区，情况最为严重的有上海市、天津市、北京市、太原市和西安市等城市。
1.1 GPS系统的组成GPS全球定位系统的主要组成部分是地面监控系统和空间卫星群，另外，测量用户包括卫星接收设备。
空间卫星群GPS的空间卫星群的组成部分是平均分布在6个轨道面上的24颗高约20万公里的GPS卫星群，而且各平面之间交角一定要等于60°，地球赤道和轨道之间的倾角是55°，卫星轨道运行的周期是11小时58分，这样做的目的是确保在任何地点和任何时间的情况下地平线以上都能够接收4到11颗G卫星发送出的信号。
GPS的地面控制系统由一个主控站、三个注入站和五个监测站来组成。
主控站的工作是按照各个监控站对GPS观测的数据来计算卫星钟和卫星星历改正的参数等，然后通过注入站把这些数据注入到卫星中去；完成对卫星的控制，对卫星发出指令，调量备用的卫星等。
监控站的工作是接收卫星的信号和监测卫星的工作状态。
GPS的用户部分的工作职责是对GPS卫星发出的信号进行接收，并通过信号来实现导航的定位等，其组成的部分有相应的用户设备、数据处理软件和GPS 接收机。
1.2 GPS工作的原理GPS的系统是采用了距离交会法的卫星导航定位的系统。
检测地面沉降的方法
检测地面沉降的方法标题：地面沉降检测方法：探索测量技术的全貌摘要：地面沉降是一个重要的地质现象，它可能影响城市建设、基础设施稳定性和环境可持续性。
为了及时发现和监测地面沉降，科学家和工程师们发展了各种方法和技术，并取得了显著的进展。
本文将就地面沉降的检测方法展开深入探讨，从传统的测量工具到先进的遥感和卫星技术，逐步揭示出这一领域的最新前沿。
1. 引言地面沉降是指地球表面或建筑物基础下沉的过程，它可能是由于自然因素（如地震或火山活动）或人为因素（如地下水提取或地下开采）引起的。
了解和监测地面沉降是预防次生灾害和确保城市发展可持续性的重要步骤。
2. 传统测量工具传统的地面沉降测量工具包括水准仪、全站仪和激光测距仪。
这些工具可用于获取地面高程变化，并通过比较测量时间点之间的数据来推断地面沉降情况。
然而，传统工具的使用通常受时间、空间和成本限制，且结果受限于测量精度和范围。
3. 现代测量技术随着技术的进步，新一代测量技术被应用于地面沉降的检测和监测。
其中包括全球卫星导航系统（GNSS）和激光雷达。
GNSS技术可以提供高精度的空间定位信息，而激光雷达可以实时获取地面表面的三维数据。
这些技术的结合使得地面沉降的监测更加全面、高效和精确。
4. 遥感技术遥感技术在地面沉降监测中也发挥着重要作用。
通过使用卫星图像和航空摄影，可以了解到大范围地面沉降的趋势和分布。
遥感技术还可以通过获取地表形变和地下水位数据来分析地面沉降的原因，进一步加深对地质和水文过程之间的关联性的理解。
5. 数据处理与分析地面沉降监测数据的处理和分析是确保结果准确性和可靠性的关键步骤。
在本节中，我们将讨论各种数据处理技术，包括基于模型的拟合、地质统计学方法和机器学习算法。
这些方法的应用可以帮助我们从大量数据中提取有用的信息，并为决策者提供有效的依据。
6. 应用领域和案例研究地面沉降检测方法的应用广泛涉及城市规划、环境保护和土壤稳定性方面。
通过案例研究，我们将了解地面沉降检测在不同领域中的应用情况，如地铁建设、水资源管理和土地利用规划等。
房屋地基沉降监测方案GNSS测量技术的应用
房屋地基沉降监测方案GNSS测量技术的应用随着城市化进程的不断加速，房屋建设变得愈加重要。
而在房屋建设中，地基沉降问题是一项重要的工程考量因素。
地基沉降不仅会影响房屋的结构安全，还会对周边环境产生负面影响。
因此，为了确保房屋的稳定和安全，地基沉降监测方案成为必要的工程实践。
GNSS（全球导航卫星系统）测量技术作为一项高精度的测量技术，具备无需地基设施、覆盖范围广、实时性好等优点，因此，被越来越多地应用于房屋地基沉降监测中。
一、GNSS测量技术简介GNSS测量技术是一种通过接收多颗卫星发射的导航信号来进行测量的技术。
目前，世界上最著名的两个GNSS系统是美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。
通过接收多颗卫星发射的信号，并结合差分GPS技术，我们可以实现亚米级的测量精度。
二、GNSS测量技术在地基沉降监测中的应用1. 监测点的布设在房屋地基沉降监测中，需要在地基上布设一系列监测点来进行实时监测。
GNSS测量技术通过在监测点上放置接收装置，即GNSS接收机，可以实时接收卫星发射的信号，并记录下信号的测量数据。
2. 数据处理与分析通过GNSS接收机记录下的数据，可以传输到数据处理中心进行处理与分析。
数据处理主要包括对接收到的信号进行差分计算，以得到更为准确的测量结果。
数据分析则主要涉及对地基地形、地下土质等因素进行综合分析，以判断地基沉降的状况和趋势。
3. 实时监控与警报通过GNSS测量技术，实时监测数据可以通过无线传输的方式发送到监测中心，工程师可以随时了解地基沉降的情况。
同时，当地基沉降超过预期范围时，系统可以自动发出警报，提醒相关人员采取相应的补救措施。
三、GNSS测量技术在房屋地基沉降监测中的优势1. 高精度测量GNSS测量技术具备亚米级的测量精度，能够准确测量地基沉降的情况，为工程师提供准确的数据支持。
2. 实时性好GNSS测量技术可以实时接收卫星发射的信号，并传输测量数据到监测中心，实现对地基沉降情况的实时监控和分析。
高精度测绘技术在地表沉降监测中的应用与实践
高精度测绘技术在地表沉降监测中的应用与实践引言：地表沉降是指地面由于人为或自然原因而发生的沉降现象。
它不仅会造成建筑物的损坏，还会对城市的发展和环境产生负面影响。
因此，精确监测地表沉降，并及时采取措施，具有重要的意义。
本文将介绍地表沉降监测的背景，并详细探讨高精度测绘技术在该领域的应用与实践。
一、地表沉降监测的背景地表沉降是城市发展不可避免的问题之一。
城市化进程中，土地开发、地下工程、地下水开采等都会导致地表沉降。
地表沉降不仅会导致建筑物结构的破坏，还会引发土壤沉降，给城市的水资源、交通等方面带来负面影响。
因此，监测地表沉降，及时采取措施，对于城市的可持续发展至关重要。
二、高精度测绘技术在地表沉降监测中的应用1. GNSS技术全球卫星导航系统（GNSS）是一种基于卫星和地面接收机的测位技术。
利用GNSS技术，可以实时获取地点的位置和高程信息，精度高达数毫米。
在地表沉降监测中，通过安装GNSS接收器在地面上，可以实时跟踪地表的变形情况，并进行监测和分析。
2. 激光雷达技术激光雷达技术是一种用于测量地面和地表变形的先进技术。
激光雷达通过激光束扫描地面，以及接收返回的激光信号，可以获取地表和地面的高程信息，并生成高分辨率的三维模型。
在地表沉降监测中，激光雷达可以提供高精度的地表沉降数据，并帮助工程师和科学家更好地评估地质灾害风险。
3. 无人机遥感技术无人机遥感技术在地表沉降监测中也有广泛的应用。
通过搭载高分辨率摄影设备和传感器的无人机，可以快速、准确地获取大面积地表的变形信息。
无人机遥感技术结合图像处理算法，可以生成高精度的地表沉降监测结果，并提供空中视角的监测数据，对于城市规划和土地利用有着重要的意义。
三、高精度测绘技术在地表沉降监测中的实践案例1. 美国旧金山湾区美国旧金山湾区地表沉降现象严重，为了及时掌握地表变形情况，一家专业测绘公司采用了激光雷达技术进行监测。
他们使用激光雷达扫描地区，提供了高精度的地表沉降数据。
基于GNSSRTK技术的沉降监测应用研究
基于GNSSRTK技术的沉降监测应用研究GNSS RTK技术是GNSS测量技术与数据传输技术的结合，是GNSS 测量技术中的一个新突破。
文章阐述了GNSS RTK技术的原理、误差的来源与对策，对工程实践进行分析，认为采用GNSS RTK实时动态技术进行WGS84大地高测量，同时采取合适的作业方法和规避误差手段，对实际采集的数据成果进行比较分析，可以满足沉降监测4cm的精度要求。
标签：GNSS RTK WGS84 大地高沉降监测GNSS测量技术分为静态和动态测量。
静态测量能达到毫米级乃至亚毫米级的测量精度；主要应用于精密工程测量，如形变监测、沉降监测、精密控制网测量等；动态测量能达到厘米级的测量精度，以GNSS RTK实时动态技术最具代表性，GNSS RTK实时动态测量系统是GNSS测时技术与数据传输技术相结合而构成的组合系统，是GNSS测量技术发展中的一个新的突破[1]。
静态GNSS测量应用于变形监测已经有众多成功的案例，但静态GNSS测量的观测时间较长，效率较低，不适合测点密集而众多的情形。
GNSS连续运行参考站技术在国内外得到越来越广泛的应用，结合局部大地水准面精化技术，已经有测高精度优于1cm的成功案例（沈阳）。
但这种网络建设的费用太高，不适合一般工程项目。
本文旨在利用GNSS RTK的特点，结合地质灾害防治监测工程实践，针对监测数据具有相对性和周期性的观测特点，采用GNSS RTK实时动态技术，选取相对于参考点的大地高测量，采取适当的作业方式和规避误差手段，对实际采集的数据成果进行比较分析，可以满足精度要求4cm的沉降监测。
1 GNSS RT高程测量原理由GNSS 相对定位得到的三维基线向量，通过GNSS 网平差，可以得到高精度的大地高差[1]。
全球定位系统实时动态测量GNSS-RTK可同时获得相对精度较高的测站点的三维坐标，即大地经度L、大地纬度B和大地高H[2]。
它是在WGS84 地心坐标系上进行的，它所测得的高程是测站点相对于WGS84 椭球面的大地高，而在普通测量和城市测量系统中，地面点的高程采用的是正常高。
基于卫星定位系统的沉降监测与测绘技术
基于卫星定位系统的沉降监测与测绘技术随着城市建设的不断发展，地下基础设施的建设越来越重要。
然而，在地下施工过程中，由于土地开挖和地基处理等原因，可能会导致地面沉降，给城市的稳定和安全带来潜在风险。
因此，监测和测绘地面沉降的技术变得尤为重要。
传统的地下沉降监测方法主要依赖于精密水准测量和总站测边。
这些方法需要大量的人力、物力和时间，且受限于湿度等气候条件。
然而，随着卫星定位系统的发展，基于卫星定位系统的沉降监测技术逐渐崭露头角，成为了一种高效、准确和经济的监测手段。
基于卫星定位系统的沉降监测技术主要利用全球定位系统（GPS）和北斗导航系统等卫星导航系统。
这些系统通过卫星信号和地面接收器之间的相对位置关系，可以测量地面的微小位移，从而判断地面是否出现沉降。
与传统方法相比，卫星定位系统具有监测范围广、实时性高的优势。
在沉降监测过程中，首先需要在地面选取合适的监测点。
为了确保监测结果的准确性，这些监测点应位于地下结构的重要部位或沉降潜力较高的区域。
通过使用卫星定位系统测量这些监测点的坐标，并随着时间的推移进行连续监测，可以实时获得地面沉降的数据。
在数据的处理和分析过程中，需要借助专业的测绘软件和算法。
这些软件可以根据卫星定位系统测得的三维坐标数据，将其转换为地面沉降量的数字化结果。
借助于这些工具，可以实现对地面沉降的精确测量和分析，从而为城市的建设和安全提供基础数据支持。
除了沉降监测外，基于卫星定位系统的测绘技术还可以应用于其他方面。
比如，可以利用卫星导航系统测量大范围地面的形状和高程，制作数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DTM），用于城市规划、水文模拟和环境评估等领域。
此外，卫星定位系统还可以与遥感技术结合，进行城市地貌和土地利用变化的监测和分析，帮助城市规划者制定科学合理的城市发展规划。
尽管基于卫星定位系统的沉降监测和测绘技术在国内外已经取得了一定的应用和发展，但仍然存在一些问题和挑战。
首先，由于卫星信号受到建筑物、树木和地形的影响，有时会出现信号遮挡和多路径效应，影响测量的准确性。
ITRF2014框架下地面沉降GNSS数据处理方法研究
ITRF2014框架下地面沉降GNSS数据处理方法研究谢方丁黎刘璐王建文（国家测绘地理信息局大地测量数据处理中心陕西西安710054）摘要：2016年1月，最新版本的国际地球参考框架-ITRF2014发布，目前IGS发布的精密星历以及卫星和GNSS天线的天线高改正数据也是基于ITRF2014的，在新的国际框架下利用GNSS严密的分析地面沉降势在必行。
本文利用国内某地面沉降严重地区的GNSS数据，基于ITRF2014、瞬时参考历元，详细介绍了利用GNSS 分析地面沉降的数据处理方法，并利用框架转换参数、参数年变化率及转换模型，将成果转换至已有资料的相同基准，分析比较重合点，获取点位年变化量，以便后期对沉降严重地区密切的监测，对今后利用GNSS 高精度分析地面沉降具有重要的指导意义。
关键词：ITRF2014地面沉降速度场GNSS数据处理1引言2016年1月，国际地球自转与参考系服务组织（international earth rotation service,IERS）发布了最新版本的国际地球参考框架-ITRF2014[1]，随着科学技术的进步，ITRF也在不断的更新，目前已经有13个版本了，ITRF2014[2]比起ITRF2008[3][4]更精准、稳定，一方面是由于观测数据的增加、观测站的增加以及模型的改善；另一方面ITRF2014首次考虑了由大气造成的非潮汐负载效应。
目前ITRF2014全面应用，IGS精密星历采用的新基准为ITRF2014，利用GPS分析地面沉降也应考虑到ITRF2014框架，本文详细介绍了在ITRF2014框架下，利用GAMIT/GLOBK软件进行地面沉降数据处理，并考虑上期成果非ITRF2014下的成果，研究两期成果怎样进行地面沉降分析的方法。
本文研究对象为我国某沉降严重地区，数据观测时间为2017年262-305，共计42天。
观测GNSS 点60个，点位均按照GNSS B级网的要求进行观测。
GPS技术在地面沉降监测中的应用研究
GPS技术在地面沉降监测中的应用研究摘要：地下水资源及矿产资源的过度开发导致大规模地面沉降发生，为了对地面沉降现象作出有效监测，建立地面沉降监测网收集沉降信息、分析沉降规律就显得尤为重要。
采用GPS技术对地面沉降实时监测有着显著的优势，其工作量小、操作便捷、能够实现实时监测。
不过需要注意的是，GPS监测网的实际精度、可发现沉降量规模和基准点的选择都是有待进一步研究和分析的工作。
关键词：GPS；地面沉降；监测前言：我国各地都存在不同规模的土地沉降问题，其中以华北平原地区的沉降最为突出，若是不能及时处理这些问题，就有可能导致建筑沉降、洪涝灾害加剧等一众危害。
所以说，掌握沉降动向具有急迫性和必要性，但是沉降问题的实际状况又不容许用常规测量方法进行监测，否则就会因为检测面积过大、距离过长、观测周期、工作量等诸多问题导致监测效率和准确度下降。
为了切实有效地将GPS技术应用于实际监测工作当汇总，以下将对网型结构、基准的选择等因素做出研究，以此促进GPS技术在地面沉降监测中的应用。
一、试验验证关于大面积地面沉降展开的监测主要就是为了获取沉降数据，不过在地面沉降的监测过程中，监测点也不可避免会受到地面沉降的影响，从而发生下沉的状况。
想要确保监测准确性的话，就要在监测时规划好比较基准点，以此防止沉降问题导致监测不精准。
结合相关研究报告可以认识到，GPS监测网形结构对GPS测高精度有直接影响，并且GPS的测高精度还会在很大程度上受到基准点与沉降区距离的影响。
值得一提的是，沉降区的具体范围并不容易控制，若是简单地在监测区附近做出选择，那么基准点的可靠性和稳定性就无法得到保证。
由此可见，选取基准点是GPS监测网中的重点工作，想要借助GPS技术实现对地面沉降的有效监测，就必须重视基准点的选取。
还有，GPS沉降监测的功能实现主要依靠不同时期监测点的相对高差，所以在处理观测数据时并不需要对过多考虑高程系统，而是采用自由网平差结果，这样做也可以有效地防止高程异常导致的误差。
基于卫星定位系统的沉降监测与测绘技术
基于卫星定位系统的沉降监测与测绘技术近年来，随着城市化的快速发展，土地的利用率逐渐提高，人们对土地的质量和稳定性的需求也越来越高。
然而，土地的沉降问题成为了一个严重的挑战。
在这种情况下，基于卫星定位系统的沉降监测与测绘技术应运而生，为我们提供了一种高效、准确的方法来监测土地的沉降情况。
首先，我们来了解一下什么是卫星定位系统。
卫星定位系统（Satellite Positioning System）是一种利用人造卫星确定地面物体位置的技术。
其中，全球卫星定位系统（Global Positioning System, GPS）是最为广泛应用的一种。
通过接收来自卫星的信号，我们可以确定任意地点的纬度、经度和高度。
使用卫星定位系统进行沉降监测与测绘，首先需要在被监测区域内安装一定数量的GPS接收器。
这些接收器可以稳定地接收卫星发射的信号，并将接收到的数据传输回监测设备。
通过比较接收器在不同时间点的位置差异，我们可以准确计算出地面的沉降量。
卫星定位系统的沉降监测与测绘技术具有许多优势。
首先，与传统的监测方法相比，它的操作简单、快速，可以实时获取数据，大大提高了工作效率。
其次，通过使用多个GPS接收器，可以同时监测不同地点的沉降情况，提高了监测范围和精度。
此外，卫星定位系统还具有高准确性和可靠性的特点，可以提供精确到毫米级别的测量结果。
在实际应用中，卫星定位系统的沉降监测与测绘技术已经被广泛使用。
例如，在建筑工程中，可以用来监测建筑物的沉降情况，确保其安全稳定。
在地铁、铁路和道路等交通工程中，可以用来监测路基的沉降程度，避免因地面下沉而导致的交通事故。
此外，卫星定位系统还可以应用于地质灾害监测、森林资源管理等领域，对于预防和减轻自然灾害具有重要意义。
然而，我们也要意识到卫星定位系统的沉降监测与测绘技术仍然存在一些挑战。
首先，其设备和技术的成本较高，需要投入较大的资金和专业人才。
其次，卫星信号受到环境因素的影响，如建筑物、山脉和树木等阻挡物，会导致信号的衰减和误差的增加。
gnss沉降变形监测原理
gnss沉降变形监测原理GNSS（全球导航卫星系统）沉降变形监测是利用GNSS技术对地表进行变形监测的一种方法。
GNSS是一种基于卫星导航的定位和导航系统，通过接收来自多颗卫星的信号，可以实时、高精度地确定接收器的位置和速度。
在GNSS沉降变形监测中，通过连续观测地表上的GNSS接收器，可以实时监测地表的沉降变形情况。
GNSS沉降变形监测原理如下：1. GNSS观测：在监测区域内布设多个GNSS接收器，这些接收器接收来自卫星的信号，并记录下信号的到达时间和接收器的位置信息。
这些接收器通常会固定在地表上的测量点上，以便持续、连续地观测地表的变形情况。
2. 数据处理：通过对接收到的GNSS信号进行处理，可以计算出接收器的位置和速度变化。
在沉降变形监测中，主要关注接收器的高程变化，即地表的沉降情况。
通过比较不同时刻的观测数据，可以计算出地表的沉降速率和累计沉降量。
3. 数据分析：通过对观测数据的分析，可以得到地表沉降的变形特征。
包括沉降的空间分布、变形的时间演化以及与其他因素（如降雨、地下水位等）的相关性。
这些分析结果可以为工程建设、地质灾害预警等提供重要的参考依据。
GNSS沉降变形监测具有以下优势：1.高精度：GNSS技术可以实现毫米级的位置测量精度，能够准确地监测地表的沉降情况。
2.实时性：GNSS接收器可以实时地接收卫星信号，并进行实时的数据处理和分析，可以及时捕捉到地表的变形情况。
3.连续性：GNSS接收器可以持续地进行观测，不受时间和天气等因素的限制，能够全天候、全年龄地监测地表的变形情况。
4.覆盖范围广：GNSS系统全球覆盖，可以实现对任意地点的变形监测，无论是城市、乡村还是远离陆地的海洋地区。
GNSS沉降变形监测在许多领域有着广泛的应用。
例如，对于地下管线、桥梁、高楼大厦等工程结构的监测，可以及时发现并评估地表沉降对结构的影响；对于地质灾害的预警和监测，可以提供重要的参考信息；对于地下水资源的管理和利用，可以监测地下水位的变化情况等。
高精度GNSS技术在地质灾害监测中的应用实践
高精度GNSS技术在地质灾害监测中的应用实践地质灾害是自然界中一种常见而严重的自然灾害，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
为了减轻地质灾害带来的影响和损失，科学家和工程师们一直在努力寻找高效、精确的地质灾害监测方法。
在这个过程中，高精度GNSS技术被广泛应用，并取得了显著的成果。
本文将讨论高精度GNSS技术在地质灾害监测中的应用实践，并探讨其未来的发展和挑战。
1. GNSS技术概述GNSS（全球导航卫星系统）是一种通过卫星系统提供全球定位和导航服务的技术。
目前，全球最著名的GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球卫星导航系统）和中国的北斗导航系统等。
这些系统通过在地球轨道上部署多颗卫星，利用卫星与接收器之间的信号传递，可以实现高精度的定位和导航功能。
2. GNSS技术在地质灾害监测中的应用地质灾害监测是通过收集和分析地质灾害相关数据，及时发现和预警地质灾害的过程。
高精度GNSS技术在地质灾害监测中发挥了重要的作用。
首先，高精度GNSS技术可以用于监测地壳运动。
地壳运动是地质灾害的重要原因之一，例如地震和地面下陷。
通过GNSS技术，可以测量地壳运动的微小变化，包括地表的竖直变化和水平变化。
这些数据可以用于分析地震活动和地质灾害风险。
其次，高精度GNSS技术可以用于监测地表位移。
地表位移是地质灾害的另一个重要指标，包括滑坡、崩塌和地面下沉等。
通过GNSS技术，可以实时监测地表位移的变化，并发现潜在的地质灾害风险。
此外，高精度GNSS技术还可以用于监测地下水位变化。
地下水位的变化会对地质体的稳定性产生影响，引发地质灾害如地面塌陷和沉降等。
通过GNSS技术，可以测量地下水位的变化，并预测地质灾害发生的概率和时间。
3. GNSS技术的优势和挑战高精度GNSS技术在地质灾害监测中具有以下优势：首先，高精度GNSS技术具有全球覆盖的优势。
不同国家和地区的地质灾害都可以通过GNSS技术进行监测，实现信息共享和交流。
利用GPS建立地面沉降监测基准的研究
利用G P S建立地面沉降监测基准的研究近年来,城市建设规模的不断扩大、人类活动的不断增多、地下水开采、地下铁道建设、大型桥梁建设等原因,城市地面的沉降问题越来越突出。
地面沉降不仅会对建筑物、桥梁和地下管线造成损伤,也会对城市交通、环境和社会经济发展产生负面影响。
因此,建立地面沉降监测基准对于城市的发展和管理具有重要意义。
G PS，全球定位系统，是一种全球性的定位系统,能够通过卫星信号获取地球表面的三维坐标信息。
利用G P S技术进行地面沉降监测,具有成本低、操作简便、精度高等优点,已经被广泛应用于国内外地面沉降监测工作中。
建立地面沉降监测基准,是指以一定的标准和规范,以特定的监测方法和技术手段,通过长时间连续的监测工作,获取城市地面沉降的基础数据。
这些数据可以为城市建设、维护和管理提供科学依据,同时也可以为地面沉降研究提供详细的信息。
利用GP S建立地面沉降监测基准,需要进行以下步骤:1.选取监测点首先需要确定监测点的位置和数量,一般应选取在不同地理条件、不同土质、不同地区的代表性区域进行监测。
2.安装监测设备在已确定的监测点上,需要安装G P S接收器、天线、支架和电源等设备。
同时也要进行现场标注,并记录设备安装位置和天线高度等相关参数。
3.进行监测记录安装完成后,可以使用G P S监测软件进行监测记录。
在记录过程中,需要根据已确定的监测方案,进行定时监测和数据上传操作。
4.数据处理和分析监测到的数据需要进行处理和分析,包括数据校正、误差消除和数据精度评定等工作。
通过数据分析,可以得出地面沉降的具体信息和变化趋势。
5.数据推广和应用最后需要将监测得到的数据推广和应用到实际工作中。
例如,可以建立地面沉降预警系统,以及制定相关检测标准和规范,保障城市的地面安全和可持续发展。
总之,利用GP S技术建立地面沉降监测基准,具有监测精度高、监测数据连续性好、监测成本低等优势,可以为城市发展和管理提供更精确的科学依据,为城市建设和维护提供重要的技术支持。
GNSS和InSAR技术在深圳市地面沉降监测中的应用
GNSS和InSAR技术在深圳市地面沉降监测中的应用第一篇范文深圳市作为中国改革开放的前沿城市，地面沉降问题日益引起广泛关注。
近年来，全球导航卫星系统（GNSS）和干涉合成孔径雷达（InSAR）技术的发展为地面沉降监测提供了新的手段。
本文将探讨GNSS和InSAR技术在深圳市地面沉降监测中的应用，以期为城市地面沉降防治提供科学依据。
一、GNSS技术在深圳市地面沉降监测中的应用GNSS技术具有高精度、高可靠性和覆盖范围广的特点，可以实时获取地面高程变化信息。
在深圳市地面沉降监测中，GNSS技术主要应用于以下几个方面：1. 建立高精度地面沉降监测网络：通过在深圳市部署多个GNSS基准站，形成覆盖全市的高精度地面沉降监测网络，为地面沉降动态监测提供基准数据。
2. 实时监测地面沉降：利用GNSS基准站和流动站，实时获取地面高程变化信息，分析深圳市地面沉降的空间分布和时间序列特征。
3. 精确确定地面沉降中心：结合GNSS监测数据和地质调查资料，精确确定深圳市地面沉降中心位置，为地面沉降防治提供关键信息。
二、InSAR技术在深圳市地面沉降监测中的应用InSAR技术是一种基于合成孔径雷达干涉的遥感技术，具有较高的空间分辨率和时间分辨率，能够监测到微小的地面形变。
在深圳市地面沉降监测中，InSAR技术主要应用于以下几个方面：1. 大面积地面沉降监测：利用InSAR技术对深圳市进行大面积地面沉降监测，快速获取地面形变信息，为政府决策提供科学依据。
2. 识别地面沉降趋势：分析InSAR监测数据，识别深圳市地面沉降的发展趋势，为地面沉降防治提供预警。
3. 评估地面沉降风险：结合InSAR监测数据和地质调查资料，评估深圳市地面沉降风险，为城市规划和建设提供安全保障。
三、GNSS和InSAR技术在深圳市地面沉降监测中的融合应用为了提高深圳市地面沉降监测的精度和效率，可以将GNSS和InSAR技术进行融合应用。
具体方法如下：1. 数据融合：将GNSS监测数据和InSAR监测数据进行融合，提高地面沉降监测的精度。
基于GNSS的地表沉降监测
基于GNSS的地表沉降监测摘要：近年来，随着3S技术的快速进步，变形监测技术也在不断向前发展。
GNSS技术因其拥有定位迅速、定位精度高、观测自动化、全天候作业、测站间无需通视以及能够同时确定三维坐标等特点，在变形监测中得到广泛应用。
实际变形监测项目中，通常需要正常高。
大地高转换为正常高的过程中会导致精度损失，这不利于准确提取GNSS变形监测中的高程变化，从而干扰后期的沉降分析。
但在同一测站进行两次GNSS变形监测得到的高程异常是不会改变的。
因此，只要测得同一测站两期大地高高差的变化量，就能得到两期正常高高差的变化量。
关键词：GNSS；沉降监测；CORS；监测网；自动化；1引言随着城市化进程的加快，区域性地面沉降的危害逐渐凸显，成为制约地区经济社会可持续发展的重要影响因素。
地面沉降防治的首要工作就是对地面沉降的详细情况进行有效的监测，查清地面沉降发育分布规律，才能有的放矢地开展地面沉降防控工作[1]。
以往地面沉降监测方法多依赖于精密水准测量，虽然测量精度较高，但野外观测周期较长，同时需布设足够的监测点，投入成本较高。
全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)经过数十年的发展，该系统的适用成本已经很低，且基本已经实现全世界范围内的覆盖，可以实现厘米级精度级别的轨迹预估，所以GNSS系统在全世界范围内被广泛使用[2]。
与此同时，GNSS具有测量精度高、定位快、自动化等优势，是利用传统测绘仪器进行沉降监测所无法比拟的，在实际中，为了进一步提高地质沉降监测质量，可以应用高精度GNSS定位技术[3]。
连续运行参考站系统(continuously operating reference system, CORS)以GNSS静态定位为基础，在某一稳定地点上，建立一个可以完成全天候、不间断、自动化的高精度地面信息采集系统[4]。
近年来，全国各省市及地区建立了完备的CORS地面信息采集系统，为地面沉降、地裂缝等地质灾害研究提供了准确的地面监测数据，为基础设施建设、城市规划发展等多项项目决策提供准确的科学依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于GNSS技术的地面沉降监测方法研究
【摘要】传统地面沉降多使用一、二等水准观测，存在观测周期长，费时费力，效率低下等问题。
分析了正常高、大地高、沉降量之间的关系，提出了利用静态GNSS技术进行大范围地面沉降监测的方法。
工程实践表明，只要采取合理的观测方法及必要的质量控制措施，GNSS可以满足地面沉降监测精度要求。
【关键字】地面沉降监测，GNSS，精密水准，观测精度
目前地面沉降已经成为一种普遍的环境地质现象，给城市的生活、建设、发展带来严重的危害，如何更加准确、快速的进行地面沉降监测是测绘工作者共同关心的课题。
长期以来，城市地面沉降观测大多使用精密水准观测方法，该方法作业周期长、实时性差，以及系统误差积累等问题，又严重影响监测成果的可靠性与真实性；同时，根据已有数据统计，使用该方法，需要长距离的高程基准传递，增加了工作量，影响了观测精度。
GNSS具有观测周期短、布网迅速、精度高、自动化程度高等优点，已经广泛应用于控制测量、变形监测等领域，且GNSS 的高程分量精度的提高也越来越成为人们关注的热点问题。
探讨基于GNSS的地面沉降监测方法，使人们从繁重的水准测量中解脱出来，提高城市地面沉降监测的效率，具有较高的应用价值。
1 基于GNSS的地面沉降监测原理
众所周知，传统的精密水准测量得到的是正常高，而GNSS技术测量得到的是大地高，而城市地面沉降需要的成果是沉降量，分析不同高程系统之间的关系，如何消除不同高程系统间转换的误差，是使用GNSS技术进行沉降监测的基础。
事实上，大地高与正常高之间满足下列关系式
（1）
在公式（1）中，H为大地高，h为正常高，为高程异常。
如果在与两个不同时刻测定了沉降监测点的大地高，那么就有：
（2）
从公式（2）可以看出，当不考虑高程异常瞬时变化时，大地高变化量与正常高变化量完全等价，即
（3）
而大地高是一种纯几何量，与地球内部的物质分布无关，避开了大地水准面不平行性和重力异常变化等问题，比精密水准测量更合理。
2 基于GNSS的地面沉降监测方法
2.1 基准点及沉降监测点的布设
GNSS地面沉降监测基准点应选择高等级（A、B级）GNSS控制点或区域CORS基准站作为基准点；为了提高可靠性，也可以新设基岩点作为基准点，新设基岩起算点需与国家高等级控制点联测。
沉降监测点设置时，要充分收集已有沉降资料、工程地质资料、地下水开采资料等详细信息。
为了能准确合理的反映地面沉降数据，需要结合以上资料综合分析，在合适的位置布设沉降监测点。
新设基准点及地面沉降监测点均需满足GNSS及精密水准测量要求，远离无线电信号发射源及高压线、避开高大的建筑物及大面积水面、接收机天线平面15°以上无遮挡物等。
同时，为了尽可能的减小GNSS的观测误差，新设基准点及地面沉降监测点均采用强制对中装置。
2.2 观测要求及数据处理
由于地面沉降监测精度要求较高，外业观测时需满足GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》要求，按照C级GPS网要求进行，要求卫星高度截止角为15°，同时观测有效卫星数≥4，有效观测卫星总数≥6，观测时段数≥2，时段长度≥4h，采样间隔30s。
观测时需认真记录测站信息。
基线向量解算及平差计算使用天宝TBC（Trimble Business Center）软件。
首先进行基线向量结算，解算前对原始观测数据进行预处理，剔除观测质量不好的数据，对不理想的解算成果采用改变卫星高度角、删除观测值残差比较大的时段、选取不同的参考卫星等方法进行干预，并重新解算。
满足规范要求后进行三维无约束平差，三维无约束平差的目的是检查基线向量的内符合精度、系统误差和粗差，评定GPS控制网的内符合精度。
最后以基准点为起算点进行约束平差，并进行相应的精度统计及检核，得到最终观测成果。
根据精度统计结果，GNSS地面沉降监测各期成果基线向量解算及平差成果精度较高，基线比例残差、闭合环及约束平差最弱点精度完全可以满足GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》的精度要求，同时达到了项目技术设计的精度要求，成果质量稳定可靠。
2.3 GNSS沉降监测精度分析
为了验证使用GNSS进行地面沉降精度的可靠性，选用部分沉降监测点第四期与第二期的二等水准沉降量与GNSS监测沉降量进行数据对比，见表1。
从表1可以看出，GNSS与二等水准沉降量较差只有CJ08超过10mm，其余沉降监测点沉降量较差均小于10mm。
由于直接使用GNSS大地高成果计算沉降量，消除了高程系统转换误差，同时采用强制对中装置，长时间观测，GNSS 测量成果精度较高，可以较好的反映地面沉降趋势。
3 结论
利用GNSS技术进行地面沉降监测，与传统精度水准测量方法相比，更加智能化，可以远距离不间断观测，劳动强度低，不需要长距离进行高程传递，在大范围地面沉降监测工作中优势明显。
同时，在计算沉降量时直接使用GNSS大地高成果计算沉降量，消除了高程系统转换误差，同时采用强制对中装置，长时间观测，GNSS测量成果精度较高，较好的反映了地面沉降趋势。
GNSS已经成为地面沉降监测的新手段，随着各地CORS的建设和完善及似大地水准面精化成果的完成，使用GNSS技术进行地面沉降监测将更加方便快捷、稳定可靠。
参考文献：
[1]GB/T18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范[S].
[2]董龙桥.应用GPS 技术进行大面积地面沉降监测[J].测绘通报，2006（2）.
[3]吴洋.基于宁波市三维动态定位基准的沉降监测[J].全球定位系统，2014（2）.
[4]高伟，徐绍铨，刘爱田，等.GPS 测量在城市地面沉降监测中的应用研究[J].山东农业大学学报（自然科学版），2004（3）.
[5]熊福文，朱文耀，李家权.GPS技术在上海市地面沉降研究中的应用[J].地球物理学进展，2006（4）.。