基于GNSS技术的自动化变形监测系统
GNSS在变形监测中的应用课件
GPS差分信号流程
基准站
光纤
共享、分配
光纤
流动站
GPS差分信号流程基准站光纤共享、配动
GPS差分信号流程
基准站
光纤
共享、分配
光纤
流动站
GPS差分信号流程基准站光纤共享、配动
GPS差分信号流程
基准站
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共享、分配
光纤
流动站
基准站光纤共享、分配流动GPS差信号程
02w工程概况隔河岩水电站总装机容量为1万k，年发3.4
大坝情况
•隔河岩水电站大坝为三圆心变截面重力拱坝，最大坝高 151m，坝顶弧线全长为653m，坝顶高程为206m。 •高程150m以下为拱坝，高程150m以上为重力坝。 •坝址为凹形河谷，地形条件比较复杂。
5大坝情况隔河岩水电站为三圆心变截面重力拱，最高1
GPS多天线控制器包括计算机系统、开关阵列和
GPS一机多天线控制器
GPS一机多天线控制器
野外供电系统
由于GPS多天线监测系统工作在野外，需要长时间工作并且不 能间断，实际系统中，为防备电源断电而引起数据丢失，在电 路控制板上设计有电源供电检测系统，当检测到电源电压不足 时，给CPU发出警告，CPU会立即进行相关的数据保存处理。
野外供电系统由于GPS多天线监测工作在，需要长时间
+5V/2.0A -5V/0.5A +12V/0.太阳能发电
蓄电池 存储
GNS在变形监测中的应用课件
隔河岩大坝外观变形 GPS自动化监测系统
隔河岩大坝外观变形 GPS自动化监测系统
工程概况
控制命令流程
工作站
网络
工控机
水库大坝GNSS位移自动监测系统方案
水库大坝GNSS位移自动监测系统方案一、方案背景我国已拥有水库大坝9.8万余座，其中95%以上为土石坝，95%以上是上个世纪80年代以前建设的老坝。
虽然近10年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但水库大坝数量多，土石坝多，出险的几率非常高。
大坝作为一种大型水工建筑物，其投资和建成后产生的效果都是巨大的，同时由于其结构、运行环境等因素的复杂性，加上设计、施工、运维的不确定性，如果发生意外变形，失事后造成的灾难也是极其严重的。
因此对水利水电大坝运行状态进行持续的实时监测，是十分有必要的，不仅可以为大坝提供安全评估，保证大坝的安全运行，对水库大坝安全自动化监测预警意义重大。
二、系统组成水库大坝GNSS位移自动监测系统采用无人值守自动化监测，以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础，以自主研发的监测平台及各类传感器为核心，充分利用各种监测手段，建立地表和地下深部的三维立体监测网，对水库大坝坡进行系统、可靠的变形监测。
实时监测水库大坝不同部位各类型裂缝的发展过程，岩土体松弛以及局部坍塌、沉降、隆起活动；地下、地面变形动态（包括滑坡体变形方向、变形速速、变形范围等）；地下水水位、水量、水化学特征变化；倾斜和大坝各种建筑物变形状况；降雨以及地震活动等外部环境变化等，据此对水库大坝滑坡变形发展和变形趋势作出预测，判断其稳定状态给出水库大坝失稳预警值，指导施工，反馈设计和检验治理效果，了解工程实施后的变化特征，为设计施工及灾害预警提供科学依据。
可以把高水库大坝综合在线监测分为四层：感知层、网络层、平台层、应用层。
感知层：实时感应水库大坝监测参数传感器的状态，如GNSS表面位移监测、地下水位、土壤含水率、土压力、和视频监控摄像机，降雨量等前端感知设备；网络层：支持数据通信，可上、下双向通讯，支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波、ZigBee等通信方式。
感应设备可通过监测预警平台的通讯方式，上行发送至监测控制中心平台。
GNSS和InSAR组合监测系统设计
GNSS和InSAR组合监测系统设计GNSS（Global Navigation Satellite System）和InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）是两种常用于监测地壳变形的技术。
GNSS利用全球定位卫星系统，通过测量接收站与卫星之间的距离差异，可以计算出地壳的运动和变形；而InSAR利用合成孔径雷达技术，通过测量雷达波传播时间的差异，可以获得地表形变的信息。
将这两种技术结合起来，可以提高地壳变形监测的精度和范围。
一、接收站布置GNSS接收站应该均匀分布在研究区域内，以获得全面的地壳运动信息。
接收站应远离建筑物、输电线路等干扰源，并具备良好的观测环境和条件。
二、InSAR数据获取InSAR的数据主要来自合成孔径雷达卫星，因此系统设计时需要选择合适的卫星，并合理安排数据获取时间和区域。
还需要考虑卫星轨道参数、地表覆盖情况等因素。
三、数据处理和分析GNSS和InSAR获取的数据需要经过精确的处理和分析才能得到地壳运动和变形的信息。
GNSS数据处理主要包括多普勒效应的修正、电离层延迟的消除等；InSAR数据处理主要包括相位解缠、大气延迟的修正等。
处理完成后，可以绘制出地表形变图，并进行相关数据分析。
四、系统集成和监测平台搭建将GNSS和InSAR数据进行集成，可以提高地壳变形监测的精度和范围。
还可以利用先进的信息技术手段，建立统一的监测平台，实现数据的实时监测和分析。
五、结果解释和应用根据监测数据的结果，可以对地壳运动和变形进行解释和分析。
还可以将监测结果应用于地壳运动预警、灾害防控等方面，为相关部门和群众提供科学依据。
GNSS和InSAR组合监测系统的设计需要考虑接收站布置、数据获取、数据处理和分析、系统集成和监测平台搭建等方面的问题。
只有将各个环节有效地组合起来，才能实现高精度、全面的地壳变形监测。
基于GNSS实时监测的土石坝表面变形时序分析
基于GNSS实时监测的⼟⽯坝表⾯变形时序分析（1.深圳市⽔务规划设计院有限公司，⼴东深圳518000；2.武汉⼤学卫星导航定位技术研究中⼼，湖北武汉430079）要：利⽤茜坑⽔库主坝GNSS⾃动化监测系统的实测数据，采⽤回归分析的⽅法进⾏坝体表⾯变形分析，建⽴包含⽔位和时间的数学模型，摘要：对观测墩位移变化进⾏预测分析，并结合实测值对预测值进⾏验证。
结果表明，茜坑⽔库主坝上下游⽅向的变形主要由⽔库⽔位变化引起，竖直⽅向的变形主要由时效因素引起。
通过建⽴⽔库上下游⽅向变形随⽔位变化的模型，结合实测数据修正，实现了有效的变形预测，预测结果可应⽤于变形监测系统的⾃动预警。
GNSS⾃动化监测系统获取的长期、连续的变形数据，为分析⼟⽯坝表⾯变形的机制提供了数据⽀撑。
关键词：GNSS；变形监测；回归分析；预警；⼟⽯坝；茜坑⽔库20世纪以来，先后发⽣的法国Malpasset拱坝（1959年）、意⼤利Vajaut拱坝（1963年）、我国板桥和⽯漫滩⽔库⼤坝（1975年）、美国Teton⼟⽯坝（1976年）、我国沟后⽔库混凝⼟⾯板堆⽯坝（1993年）等溃坝事件，给当地造成了巨⼤灾害和惨重的经济损失［1-2］。
截⾄2013年，我国共普查库容10万m3及以上的⽔库⼯程98 002座［3］，这些⽔库⼤坝的安全运⾏不仅关系到其⾃⾝效益的发挥，更关系着⽔库下游⼈民的⽣命财产安全，因此对⼤坝进⾏安全监测⼗分必要。
⼤坝变形监测可以直观反映⼤坝运⾏状态，许多⼤坝出现异常，最初都是通过变形监测值发⽣异常反映出来的，因此变形监测被列为⼤坝安全监测的⾸选监测项⽬［2，4-6］。
⼤坝变形监测的⽬的是及时获取⼤坝的表⾯变形信息，为⼤坝安全评估提供数据⽀撑，并在⼤坝出现异常时进⾏预警。
GNSS（Global Navigation Satellite System）是全球导航卫星系统的统称，包括美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO和中国北⽃系统。
基于GNSS的边坡自动化监测系统应用研究
近年来，随着GNSS 技术[1-2]、数据远程传输技术[3]和互联网技术[4]的不断成熟，使得边坡监测越来越向全天候、高精度、自动化方向发展，自动化监测方法[5-7]的出现改变了人工观测方式，系统服务器24h 工作，能够保证及时对数据进行解析处理，以便随时掌握边坡的安全情况[8]。
本文从某工程边坡安全稳定的角度出发，以GNSS 技术为基础，将其与数据远程传输技术相结合，构建边坡自动化监测体系，运用到边坡结构安全监测中，并对其监测结果进行了研究。
1GNSS自动化监测关键技术利用GNSS 技术进行边坡监测，包括基准站和采集站，将1台GNSS 接收机固定稳固安置在远离变形区域的位置作为基准站，另外多台GNSS 接收机安置在坡体位移点作为监测站，基准站和监测站同时启动，并以载波相位作为观测量，通过数据传输系统将同一时刻的GNSS 基准站和GNSS 监测站的原始观测数据发送到监测中心，利用专业软件对数据进行自动解算处理，从而得到监测站实时的mm 级坐标值[9]。
2边坡监测系统建设基于GNSS 的边坡自动化监测技术是由数据采集终端、通信网络和监测中心组成[10]。
数据采集终端可以在边坡上连续工作，它将各个独立的数据通过GPRS 网络发送到监测中心。
通信不受距离限制，可以把监测中心设置在远离环境恶劣的监测现场，有效保障了系统的正常运行。
2.1数据采集终端建设依据边坡工程钻探、地质勘查和设计施工等已有资料，在边坡变形区外一个稳定基础上布设一个GNSS 基准点，点名：（GNSS JZ1），设置定时启动，与其他监测站同步运行；在变形区关键断面处布设4基于GNSS 的边坡自动化监测系统应用研究王豪威1（1.核工业航测遥感中心,河北石家庄050002）摘要：边坡工程对安全性要求极高，对其进行变形监测是保证边坡安全运行的重要措施。
GNSS 技术具有数据实时采集、实时分析、可全天候观测、易于实现全系统的自动化等优势。
以GNSS 技术为基础，将其与计算机技术、数据远程传输技术相结合构建边坡自动化监测系统，并将其运用到边坡结构安全监测中。
基于GNSS技术的自动化变形监测系统
GNSS变形监测系统介绍
在地球上任何位置、任何时刻GNSS可为各类用 户连续地提供动态的三维位置、三维速度和时间信 息，实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时。 目前，GNSS已在大地测量、精密工程测量、地壳形 变监测、石油勘探等领域得到广泛应用。
通过近十多年的实践证明，利用GNSS定位技术 进行精密工程测量和大地测量，平差后控制点的平面 位置精度为1mm～2mm，高程精度为2mm～4mm。
Kalman算法平面解算结果
平面精度在5mm 左右，高程精度 在8mm左右
Kalman算法高程解算结果
关键问题的技术运用
多星座联合解算
GPS
Compass
多星解 算
GLONASS
Galileo
GNSS技术运用于变形监测优势
常规变形监测技术包括采用经纬仪、水准仪、测 距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其优 点是：
平面精度在 10mm左右， 高程精度在 15mm左右
关键问题的技术运用
在一个静止的点上，分20分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据
平面后处理结果
平面精度在8mm左 右，高程精度在 12mm
高程后处理结果
关键问题的技术运用
在一个静止的点上，分10分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据，用华测GPSensor准动态Kalman算法对其 进行处理
为了更好的提高精度采用扩展的动态非线性 Kalman和抗差自适应kalman滤波等多种算法和误差处 理模型进行差分解算
关键问题的技术运用
在一个静止点上，采用双频GPS接收机和普通双频天 线进行实时RTK解算
RTK的定位精度平 面在2个厘米之 内，高程在4个厘 米之内
关键问题的技术运用
GNSS在变形监测中的应用
GNSS在变形监测中的应用摘要：地壳运动对人类生活造成了很大的影响，滑坡现象就是在地壳运动中产生的，在地表山坡的地质情况下比较常见。
这种现象的出现，不仅影响了原住民的人身安全，对经济的发展也非常不利。
为了减少滑坡现象对人们的威胁，GNSS技术应运而生，引起了人们的重视。
关键词：GNSS；变形监测；应用引言滑坡现象的出现有很大的不确定性，所以对这种现象的监测非常必要，变形监测功能做的好，才能对事故发生的范围进行控制，并尽大可能挽回损失。
GNSS技术在滑坡现象的监测上作用很大，所以这种技术的应用非常值得人们关注。
1概述变形监测简而言之就是对变形体进行动态监测，同时通过对变形体产生的一些数据进行操作，对变形体的变化做出预测，这种监测主要依靠专业的测量方法，以及现代先进的技术设备。
准确的数据信息在变形监测中非常重要，只有在研究中得到的数据信息是准确的，才能进行下一步的预测工作，而要得出最正确的预报，就需要变形监测系统的使用了。
GNSS技术是一种变形监测技术，这种技术可以进行远距离自动测量，并且测量结果准确率极高，这种技术涵盖全球所有的导航卫星系统，包括中国、俄罗斯、美国、欧洲等各个区域所有的卫星导航系统。
GNSS技术的优点非常多，例如定位准确率高、测量速度快、全天候全区域、测量的各个站点之间不需要联通，能同时测量确定点的三维坐标等。
近年来我国GNSS技术的极速发展取得了非常好的成效，在测量和监测地质领域效果显著。
2滑坡应急变形监测方法分析2.1固定站点监测传统的地质监测工程中，固定站点监测技术是一类很常用的技术。
固定站点监测技术，简而言之就是通过建立一些固定的站点，对需要监测区域内的地质情况进行监测，在实际的应用中，这种技术的优势很多，例如监测的稳定性好、精确性也很高。
虽然优势很多，但是也有劣势，固定暂停监测技术在作业前期的打基础方面有很大的困难，并且如果地形比较复杂，对技术的影响也比较大、安全性不足。
GNSS自动化监测技术的工程应用
GNSS自动化监测技术的工程应用1. GNSS自动化监测技术概述随着全球定位系统技术的不断进步与发展，GNSS（全球导航卫星系统）自动化监测技术已经广泛应用于多个工程领域，包括土木工程、桥梁工程、隧道工程、地质工程等。
GNSS自动化监测技术以其高精度、高效率的特点，在工程监测中起到了重要的作用。
GNSS自动化监测技术主要依赖于先进的卫星导航技术，通过接收卫星信号，实现对目标位置的精确测定。
该技术通过自动化设备和软件，实现对工程结构的长期连续监测，能够实时获取工程结构的位置、位移、速度等关键信息。
与传统的监测手段相比，GNSS自动化监测技术具有监测精度高、数据实时性强、监测范围广、操作简便等优点。
GNSS自动化监测技术主要包含以下几个核心部分：卫星信号接收器、数据传输设备、数据处理软件。
其中，生成监测报告。
在工程应用中，GNSS自动化监测技术主要应用于以下几个方面：一是大型建筑物的形变监测，如大坝、桥梁等的位移和形变监测；二是地质灾害的预警，如滑坡、泥石流等；三是矿山开采区的地表沉陷监测；四是精密工程测量，如桥梁施工中的精准定位等。
GNSS自动化监测技术以其独特的优势，在工程领域的应用越来越广泛。
随着技术的不断进步和发展，其在工程应用中的范围和深度将更为广泛，对于提高工程安全性、降低风险具有重要的应用价值。
1.1 GNSS基本概念全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）是一种提供全球定位、导航和授时服务的卫星系统。
它利用一组运行在地球轨道上的卫星，通过卫星与地面设备之间的信号传输，实现对地球上用户的精确位置、速度和时间信息的服务。
全球主要的GNSS系统包括美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）、欧洲的伽利略（Galileo）以及中国的北斗卫星导航系统（BDS）等。
GNSS技术具有高精度、全球覆盖、实时性等优点，在交通运输、测绘、气象、农业、公共安全等多个领域得到了广泛应用。
GNSS测量技术在测量监测与变形分析中的实际应用
GNSS测量技术在测量监测与变形分析中的实际应用引言GNSS（全球导航卫星系统）测量技术是一项重要的测量技术，其在测量监测与变形分析领域得到了广泛的应用。
本文将从多个角度探讨GNSS测量技术在测量监测与变形分析中的实际应用。
一、GNSS在测量监测中的应用1. 结构变形监测利用GNSS测量技术可以实时监测建筑物、桥梁等结构的变形情况。
通过在结构物上布设多个GNSS接收器，可以定期获取其坐标数据，通过分析数据的变化，可以及时发现结构的变形情况，为结构的维修和保养提供重要依据。
2. 地质灾害监测GNSS测量技术在地质灾害监测中也发挥着重要作用。
通过在地质灾害易发区域布设GNSS接收器，可以实时获取地表的运动情况。
当地质灾害预警系统发出警报时，可以通过GNSS数据分析判断灾害发生的位置和范围，有助于提前采取措施减少灾害损失。
3. 水文测量GNSS测量技术在水文测量中的应用也是十分广泛的。
通过在水位测量站点上布设GNSS接收器，可以实时监测水位的变化情况。
结合地形数据，可以计算出水体流速和流量，为水文预测和水资源管理提供重要数据支持。
二、GNSS在变形分析中的应用1. 陆地沉降监测GNSS测量技术可以用于监测地壳的垂直运动，尤其是地壳的沉降情况。
通过在多个测点上布设GNSS接收器，可以获取各个测点的坐标变化数据，从而判断地壳的沉降速度和范围。
这对于城市规划、地质灾害风险评估等方面具有重要意义。
2. 导航系统误差校正GNSS测量技术在导航系统的误差校正中也起到了关键作用。
通过在地面上布设GNSS接收器，可以与卫星信号进行比较，从而进行误差校正。
这可以提高导航系统的准确性，提供更可靠的定位和导航服务。
3. 高精度地图绘制GNSS测量技术还可以用于高精度地图的绘制。
通过在地图上布设GNSS接收器，可以获取地点的坐标信息，从而制作出更加精确的地图。
这对于城市规划、交通管理等方面具有重要意义。
结论GNSS测量技术在测量监测与变形分析中的应用是多样而广泛的。
上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案
上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案随着城市建设的不断发展，高速公路、铁路、隧道等工程的建设也越来越多。
而边坡是这些工程中常见的一种形式，其稳定性对于交通安全和城市发展至关重要。
为了及时发现并解决边坡稳定性问题，上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案应运而生。
上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案基于GNSS技术，结合现代信息技术和云计算技术，实现边坡的实时、连续、全面监测。
该方案的主要原理是通过在边坡上设置GNSS测量点，即测站，实时监测边坡的位移变化。
测站采集到的数据通过无线传输到数据中心，并进行实时处理和分析，生成监测报告和预警信息。
1.高精度测量：采用高精度GNSS测量仪器和技术，可以实现毫米级的位移测量，并能准确反映边坡的变形情况。
2.实时监测：测站采集的数据通过无线传输到数据中心，可以实时查看和分析边坡的位移变化，并进行预警。
3.连续性监测：测站24小时不间断地工作，可以对边坡的位移进行全天候监测，及时发现问题。
4.全面性监测：通过在边坡不同位置设置测站，可以实现对整个边坡的位移变化进行全面监测，帮助工程师全面了解边坡的稳定性。
5.高效的数据处理：数据中心采用云计算技术，可以快速处理大量的数据，并生成监测报告和预警信息。
6. 用户友好性：监测报告和预警信息可以通过Web界面呈现，工程师可以通过浏览器随时随地访问，方便快捷。
在使用上海司南GNSS自动化边坡在线监测方案进行边坡监测时，需要以下步骤：1.建立测站：根据边坡的具体情况，在边坡上设置GNSS测站。
2.数据采集：测站采集边坡的位移数据，并通过无线传输到数据中心。
3.数据处理：数据中心对采集到的数据进行实时处理和分析，生成监测报告和预警信息。
4. 结果展示：监测报告和预警信息通过Web界面呈现，工程师可以随时随地访问。
5.预警处理：当监测系统检测到边坡位移超过安全范围时，会发出预警信息。
工程师根据预警信息采取相应的措施，确保边坡的稳定性。
如何使用GNSS进行大地测量与变形监测
如何使用GNSS进行大地测量与变形监测引言：大地测量与变形监测是地球科学中重要且复杂的领域，它涉及到对地球表面的形态、位置和运动进行准确测量和监测。
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）作为一种基于卫星定位的测量技术，为大地测量与变形监测提供了全新的方法与手段。
本文将介绍如何使用GNSS进行大地测量与变形监测的基本原理、技术方法以及应用实践。
一、GNSS基本原理GNSS是由一系列遍布全球的卫星系统和地面接收机组成的。
目前，全球主要使用的GNSS系统为美国的GPS（Global Positioning System）和俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统），同时欧洲的伽利略导航卫星系统和中国的北斗导航卫星系统也正在逐步建设中。
GNSS的工作原理简述如下：卫星通过在空间中发射低频电磁波信号，地面接收机接收到这些信号，通过计算信号的传播时间和接收机与卫星之间的距离，确定地面接收机的位置坐标。
地球上至少同时接收到四颗卫星的GNSS接收机可以进行定位和导航。
二、GNSS在大地测量中的应用1. 静态测量静态测量是利用GNSS系统获取地面控制点的坐标，用以构建地理参考系统或者进行地形测绘等工作。
静态测量通常需要在测量点上放置接收机，接收数小时到数天的卫星信号。
通过对收集到的信号进行精确计算，可以获得非常高精度的地面位置坐标。
2. 动态测量动态测量是指通过GNSS系统对物体运动进行实时监测与测量。
在地质灾害监测、城市建筑物变形监测等领域具有广泛应用。
通过在物体表面或者结构上安装GNSS接收机，利用接收到的卫星信号实时测量物体的位移和形变情况。
动态测量通常要求对信号传播时间进行高频率的采样和数据处理。
三、GNSS在大地变形监测中的挑战和解决方案在大地测量与变形监测中，GNSS面临的一些挑战包括信号多径效应、大气延迟、钟差等。
这些因素都会对测量结果产生一定的影响。
GNSS定位技术在变形监测中的应用
GNSS定位技术在变形监测中的应用摘要：地壳活动给人们的生产活动带来了极大的冲击，导致了山体滑坡这种自然灾害的发生。
这样的情况，不但给当地居民的生命财产带来极大的威胁，而且给当地的经济发展带来很大的负面影响。
全球导航卫星系统（GNSS）是近年来兴起的一项新兴技术，它能够有效地降低山体滑坡给人类带来的危害。
关键词：GNSS；变形监测；研究；应用引言由于滑坡现象的出现具有很大的不确定性，因此对其进行监测十分重要，只有将其做好，才能有效地控制事故发生的范围，并最大限度地减少损失。
全球导航卫星系统（GNSS）是一项对山体滑坡进行有效监测的技术，其研究具有重要意义。
一、变形监测以及GNSS的概念变形监测简单来说，就是对变形体进行动态监测，并对其生成的某些数据进行处理，从而对其变化做出预报，其监测手段主要依赖于专门的监测手段和现代化的先进技术。
在岩体变形监测过程中，资料的精确性十分关键，因为资料的精确性，可以为岩体的进一步发展提供可靠的资料，而要想获得最为精确的资料，就必须利用变形监测系统。
GNSS是一项大范围、高精度的变形监测技术，该技术覆盖了中国，俄罗斯，美国，欧洲等多个地区。
GNSS具有高精度、快速、全天候、全天候、无连接、可同步测量等诸多优势。
近些年来， GNSS技术快速发展，在地学探测等方面发挥了重要作用。
二、对滑坡体突然变形的监测措施的研究（一）定点监测在常规的地质监测项目中，采用定点观测法是非常普遍的一种方法。
所谓的固定台站监测技术，简单来说就是设立几个固定台站，对所要监测的地区的地质状况进行监测，在实践中，该技术有很多优点，比如监测的稳定性好，准确度高。
这种方法优点很多，缺点也很多，比如在操作初期，很难打下良好的基础，而且，在地形比较复杂的情况下，会对技术产生很大的影响，安全性也会受到很大的限制。
（二）综合式监测除以上两种常见方法外，还存在一种将多种方法结合起来的方法，称为综合监测方法。
该技术将多种监测技术有机地结合起来，通常被应用在如下情形：一是对监测操作要求极高，一般技术不能满足；二是单一技术不能达到业主方要求。
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。
GNSS定位技术在变形监测中的应用_测绘工程专业论文设计
郑州工商学院本科生毕业论文（设计）GNSS定位技术在变形监测中的应用目录1绪论 (3)1.1研究目的和意义 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3本文研究的主要内容及方法 (4)2GNSS定位技术 (5)2.1GNSS的原理与组成 (5)2.2GNSS的测量分类 (7)2.2.1 静态定位 (7)2.2.2 动态定位 (7)2.3GNSS的特点与应用 (7)2.4GNSS的前景 (10)3GNSS定位技术在变形监测中的应用 (12)3.1变形监测的特点 (12)3.2GNSS控制网的布设 (12)3.2.1 GNSS控制网的一般要求 (12)3.2.2 GNSS控制网的布设 (12)3.2.3 GNSS网点的埋设 (14)3.3GNSS控制网的测量 (14)3.3.1 GNSS控制网的测量的精度要求 (14)3.3.2 测量过程 (15)3.3.3 数据处理和精度分析 (16)3.4变形数据的分析与预报 (16)3.4.1 分析 (16)3.4.2 预报 (17)4应用实例 (18)4.1工程简介 (18)4.2准备工作 (18)4.2.1 设备、仪器及人员组织的准备 (18)4.2.2 采用的坐标系 (18)4.3控制网的测量 (19)4.3.1 控制网的布设 (19)4.3.2 控制测量 (19)4.4数据处理与精度分析 (20)4.5变形数据分析与预报 (22)5结束语............................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献................................................................................................... 错误!未定义书签。
地质灾害监测自动化技术的应用
地质灾害监测自动化技术的应用关键词：地质灾害地面变形监测；全球定位系统（GNSS）测量；坚持经济实用、科学先进的原则，根据规范要求，主要为小型的滑坡、崩塌、泥石流，监测内容包括系统分为现场自动监测报警和分析发布两大部分，其中自动监测报警部分由传感器子系统、数据通讯子系统、数据处理子系统、监控报警子系统组成，分析发布部分由数据分析发布与信息共享系统组成。
监测系统架构在线监测系统拓扑图1.雨量监测器雨量站由压电式雨量计、电池板连接杆、雨量计立杆组成，雨量计集传感器采集、数据传输、系统供电为一体。
雨量计通过4个M6*10圆头螺丝连接到电池板连接杆并固定，电池板连接杆通过4个M6*10圆头螺丝连接到雨量计立杆并固定，雨量计立杆固定在60*60*60基础上2.土壤含水率监测在需要监测的土壤中埋设智能土壤含水率传感器，对土壤含水量进行实时监测，智能含水率传感器，集数据采集、无线通信、供电、自我防护于一体的土壤含水率、地表倾斜综合监测传感器。
传感器采用FDR频域反射法采集土壤含水量，通过固定间距的两个铜环作为电磁波发射电极，传感器周边土壤含水率变化时，产生的电磁波频率不同，通过频率变化计算土壤含水率变化如下图所示，测量原理如下图：地表倾斜监测采用三轴倾角传感器实时测量传感器的倾斜角度和加速度，示意图如下：由内置通信单元（支持RS485/NB-IOT/ LoRa/α/2/4/5G）实时传输到中心站，同时中心站利用计算机系统和专业应用软件将采集到得数据进行入库和转发，并及时向有关单位和上级部门分发，提供信息服务，并进行用水调度计算或是旱情预报等。
通过测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。
标定方式采用比较法，测量与土壤本身的机理无关的土壤水分的体积百分比。
监测点位设计在地表位移监测GNSS观测墩附近布置土壤含水率监测点。
土壤含水率设备根据滑坡体进行整体布设，应根据滑坡的地貌要素以及滑坡整体进行布设，诸如后缘陷落带、横向滑坡梁、纵向滑坡梁、滑坡平台、滑坡隆起带、次一级滑坡等。
GNSS自动化监测系统在高速路边坡表面位移监测中的应用
GNSS自动化监测系统在高速路边坡表面位移监测中的应用作者：荣美黎付安满新耀来源：《西部交通科技》2020年第02期摘要：为了实时有效监测边坡稳定状态，文章依托广西某高速公路边坡实例，使用GNSS 自动化在线监测系统，结合边坡岩土特征、坡体变形特征制定监测方案，实现边坡表面位移实时、全天候监测。
监测周期数据分析结果表明，BD03、BD04监测点坡体位移变形最大，变形范围为500～750 mm，BD08监测点坡体位移变形最小，变形量为3.1 mm，其他监测点也发生不同程度位移变形。
该监测系统能自动化、实时、高效地监测边坡状态，为评估边坡变形稳定状态和分析变形发展趋势及灾害预防处置提供参考依据。
关键词高速公路边坡;GNSS;变形监测0 引言高速公路建设过程中，人为地改变自然环境地貌，使岩土原有应力发生变化，容易导致公路边坡出现失稳[1]。
若对失稳边坡不进行及时监测或防治，会使高速公路运营管理存在较大安全隐患。
因此，为保障高速公路安全运营，采取科学有效的监测手段或方式，对失稳边坡进行实时监测预警是非常重要的。
同时，监测手段需要考虑精度、效率、成本、安全等问题，而GNSS（Global Navigation Satellite System，GNSS）全球导航卫星系统自动化在线监测系统能实现全自动化监测、实时解算、自动检核限差与自动报警等功能[2]，可较好满足高速公路边坡变形监测等情况。
本文以广西某高速公路边坡为依托，使用GNSS自动化在线监测手段，对该边坡变形位移进行实时监测，进行监测数据分析及预警，为边坡防护治理方案和应急处置决策等提供参考依据。
1 GNSS自动化在线监测系统与工作原理1.1 工作原理GNSS能够对地球表面的空间对象进行实时动态监测，获取空间对象的三维坐标、速度和时间等信息，实现空间对象的连续实时导航、定位和授时[3]。
现今，GNSS在大地测量、精密工程测量、地壳形变监测、石油勘探等领域已得到广泛应用[4]。
滑坡灾害中GNSS自动化监测预警系统技术浅析
滑坡灾害中GNSS自动化监测预警系统技术浅析作者：吴忠银来源：《西部资源》2021年第05期摘要：地质灾害影响着人类的生产和生活，对人类造成的危害极大。
因此，地质灾害的监测预警意义重大。
地质灾害中，以山体滑坡较为常见，对其预警更值得重视。
因GNSS自动化监测预警系统精度高、对空间通视要求低等特点被广泛用于各工程测量中。
文章综合分析了GNSS系统的工作原理，并列举了贵州省大方县德兴煤矿滑坡中GNSS系统的运用，验证了该系统的实用性与可靠性。
随着信息技术的发展，提升GNSS自动化监测预警系统在地质灾害中的应用水平，在此基础上研发新的预警系统，对今后的地质灾害监测预警具有重要意义。
关键词：滑坡；地质灾害；GNSS；监测预警1.引言地质灾害已给人类留下诸多悲痛记忆，威胁着人类的生命和财产安全，如2008年汶川大地震，2010年甘肃舟曲泥石流，2013年镇雄县滑坡，2019年水城滑坡等。
2010年至2018年，中国地质灾害有减少趋势[1、2]。
据《中国统计年鉴》，2017年全国发生地质灾害数量为7521处，其中滑坡为主要地质灾害，有5524处。
西南地区地貌主要为高原和山地，极易发生滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害。
2013年1月11日，云南省镇雄县发生山体滑坡，果珠乡高坡村赵家沟组60多间屋宇被毁，46人罹难[3]。
2019年7月23日，贵州省水城县特大型山体滑坡，鸡场镇坪地村岔沟组21栋房屋被埋，51人遇难[4]。
可见，在西南地区，滑坡对人类的危害尤为严重，对生命和财产都造成了巨大的损失，因此，对于不同地质灾害隐患点，尤其是滑坡，创建一套自动化实时监测系统，并能科学有效地预测预报非常必要。
GPS技术适用于斜坡体地表位移变形不同阶段三维监测[5、6]，最高测量精度达到毫米，采样频率可达到20Hz，位移可以实时读取，GPS测量接收器适应复杂和恶劣的工作环境[7]。
因此，GPS技术不仅广泛应用于精密工程测量、石油勘探、大地测量等领域，也被用于对滑坡体等地形变形监测。
使用GNSS技术进行变形监测的步骤
使用GNSS技术进行变形监测的步骤使用GNSS（Global Navigation Satellite System）技术进行变形监测是一种非常重要且有效的方法。
随着科技的不断发展和应用的广泛推广，GNSS技术已经成为变形监测领域中一种日益流行的测量手段。
在进行GNSS变形监测之前，需要经历一系列的步骤和流程。
首先，需要进行GNSS基准点的选取与布设。
基准点是指用来确定测量的参考点，具有较高的稳定性和精度。
在选择基准点时，应尽量选择地势相对平坦、无明显障碍物遮挡的地点。
布设基准点一般需满足数量充足、分布均匀、距离相互接近等要求，以确保测量结果具有较高的可靠性和精度。
接下来，需要进行测站的设置。
测站是指GNSS接收机安装的位置，用以接收卫星信号并进行数据测量。
为了减少误差和提高精度，测站的选择应尽量避免有高楼、大树等遮挡物，同时还需要保证测站之间具有一定的平面几何布局，以便后续数据处理和分析。
然后，进行GNSS接收机的配置和安装。
在GNSS变形监测中，选择适当的接收机和天线对于保证测量精度至关重要。
接收机的配置应根据具体的监测需求进行选择，一般包括单频、双频等不同类型。
同时，在安装过程中，应注意接收机和天线之间的连接，确保连接牢固可靠，避免因连接不良导致的数据丢失和测量误差。
接下来，进行GNSS数据的采集和记录。
数据采集是整个变形监测过程中最为关键的步骤之一。
在数据采集时，应注意对于GNSS接收机的设置和参数的调整。
例如，对于慢速变形的监测，可以设置较长的观测时间间隔，以提高数据的更新频率；而对于快速变形的监测，则需要设置较短的观测时间间隔，以捕捉到更精细的变形信息。
同时，为了保证数据的完整性和准确性，在采集过程中应及时检查数据质量，如卫星数量、信号强度、误差率等指标。
最后，进行GNSS数据的处理和分析。
在数据处理和分析过程中，首先需要对采集到的原始数据进行差分处理，以消除大气延迟、钟差误差、多路径效应等因素对测量结果的影响。
gnss形变监测原理
gnss形变监测原理GNSS（Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统）形变监测原理是利用GNSS技术对地壳运动进行监测和测量的方法。
本文将详细介绍GNSS形变监测的原理和相关技术。
一、GNSS形变监测的基本原理GNSS形变监测利用全球卫星导航系统（如GPS、GLONASS、Galileo等）的卫星信号，通过测量接收站与卫星之间的距离差异来推断地壳的运动情况。
这种距离差异是通过测量接收站接收到的卫星信号的传播时间来计算得出的。
具体而言，GNSS形变监测的原理是通过多颗卫星同时发射信号，接收站接收到这些信号后，分别计算与各颗卫星之间的距离。
通过对这些距离进行精确测量和分析，可以推断出接收站所在位置的运动情况。
由于地震、地壳运动等因素的影响，地壳会发生微小的变形，而这种变形会导致接收站与卫星之间的距离发生微小的变化，通过对这些微小变化的监测和测量，可以了解地壳的运动情况。
二、GNSS形变监测的技术要点1. 接收站的布设：为了获得准确的形变监测结果，需要在地壳运动较活跃的地区布设接收站。
接收站之间的布设要均匀分布，以覆盖整个监测区域。
2. 数据采集与处理：接收站通过接收卫星信号并测量距离数据，将这些数据传输到数据处理中心。
数据处理中心对接收到的数据进行质量控制和误差修正，然后进行数据分析和形变计算。
3. 形变计算与分析：在数据处理中心进行形变计算时，需要考虑到地壳运动的各种因素，如地球自转、大气延迟等。
利用这些因素，可以准确计算出地壳的形变情况，并进行进一步的分析和研究。
三、GNSS形变监测的应用领域GNSS形变监测在地质灾害预警、地震监测、地壳运动研究等方面具有重要的应用价值。
1. 地质灾害预警：通过对地壳形变的监测，可以提前发现地质灾害的迹象，如地滑、地面下沉等。
及时采取措施，可以减少地质灾害对人民生命财产的危害。
2. 地震监测：地震是地壳运动的一种重要表现形式，通过对地壳形变的监测，可以提前预警地震，并对地震的发生、传播和破坏进行研究，为地震科学研究提供重要的数据支持。
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关键问题的技术运用
在一个静止点上，采用双频GPS接收机和普通双频天 线进行实时RTK解算
RTK的定位精度平 面在2个厘米之 内，高程在4个厘 米之内
关键问题的技术运用
在一个静止点上，采用双频GPS接收机和普通双频天 线，然后采用GPSensor软件对其连续解算24个小时
谢谢大家
基于GNSS技术的自动化变形监测系统
上海华测导航技术有限公司 系统集成事业部 副总经理
邱匡成
目录
• GNSS变形监测系统介绍 • GNSS变形监测系统应用领域 • 系统组成 • 系统关键技术运用 • GNSS技术运用于变形监测优势
GNSS变形监测系统介绍
GNSS 即 全 球 卫 星 导 航 定 位 系 统 （ Global Navigation Satellite System ），目前GNSS泛指美国的 GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO以及中国的 COMPASS（北斗），目前使用范围较多的是美国的 GPS系统。
平面精度在 10mm左右， 高程精度在 15mm左右
关键问题的技术运用
在一个静止的点上，分20分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据
平面后处理结果
平面精度在8mm左 右，高程精度在 12mm
高程后处理结果
关键问题的技术运用
在一个静止的点上，分10分钟一个时段对其连续观测5 个小时的数据，用华测GPSensor准动态Kalman算法对其 进行处理
GNSS系统监测原理
GNSS基准站设置在非形变区，GNSS监测站设置 在形变监测区（监测断面的布置和监测点的数量根据 监测项目的要求来设置）。
通过数据传输系统将同一时刻的GNSS基准站及 GNSS监测站的原始观测数据发送到数据中心（数据 采样间隔可达1秒10次-20次）。
专业变形监测软件GPSensor对数据进行自动解算 处理，得到监测点实时的毫米级坐标值。
1、能够提供变形体整体的变形状态； 2、适用于不同的监测精度要求、不同形式的变 形体和不同的监测环境； 3、可以提供绝对变形信息。 但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实 现自动化监测。
GNSS技术运用于变形监测优势
利用GNSS定位技术进行滑坡等地质灾害监测时 具有下列优点：
1、测站间无需保持通视 2、可同时测定点的三维位移 3、全天候观测 4、易于实现全系统的自动化 5、可以获得mm级精度 利用GNSS定位技术进行地质灾害监测时也存在 一些不足之处，主要表现在点位选择的自由度较低， 单位成本相对较高。
GNSS变形监测系统应用领域
大型构筑物监测
华测变形监测系统组成
系统拓扑图
传感器子系统
多传感器平台融合
前端系统组成示意图
数据通讯子系统
数据传输系统： 有线传输：光纤、网线、485信号、422信号 无线传输：无线网桥、2G/3G通讯模块、Zigbee
数据处理与控制子系统
软件系统设计架构图
串口通讯 TCP/UPD 通讯 UHF/VHF/MODEM
GNSS系统监测原理
GNSS变形监测系统应用领域
水利水电大坝监测
GNSS变形监测系统应用领域
尾矿库安全监测
GNSS变形监测系统应用领域
地质滑坡灾害监测
GNSS变形监测系统应用领域
桥梁安全监测
GNSS变形监测系统应用领域
露天矿开采边坡、排土场、排矸场监测
GNSS变形监测系统应用领域
地表塌陷区沉降监测
Trimble Navcom Huace
NovAtel Javad
远程设置
接收机钟差改正 电离层改正
测站环境干扰去除
双差 Kalman 滤波解算 三差 Kalman 滤波解算 实时动态自由网平差
时间同步 系统完备性监测 地方坐标转换
数据视图 接收机视图
接收机分布网图 基线解算视图
监测点点位离散 图
星历更新窗口
关键问题的技术运用
优化的野外供电技术
光伏阵列最大功率点跟踪技术 MPPT（ Maximum Power Point Tracking ）
风光互补
关键问题的技术运用
组合式通讯方案
Zigbee
前端密集传 感器自组网
PLC
小区域电力 线通信传输
WLAN
5.8 GHz点对点 主干数据传输
区域内移动无 线数据传输
GNSS变形监测系统介绍
在地球上任何位置、任维位置、三维速度和时间信 息，实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时。 目前，GNSS已在大地测量、精密工程测量、地壳形 变监测、石油勘探等领域得到广泛应用。
通过近十多年的实践证明，利用GNSS定位技术 进行精密工程测量和大地测量，平差后控制点的平面 位置精度为1mm～2mm，高程精度为2mm～4mm。
测站变形曲线
数据记录/远程服务
日志
据视图
数据导入/导出
桥梁监测客户端
原始数据后处理
沉降监测客户端
报警/远程服务
滑坡监测客户端
数据处理与控制子系统
软件系统数据流程图
数据处理与控制子系统
• 卫星数据 – 卫星颗数 – 每颗卫星的位置 – 每颗卫星的信噪比 – 每颗卫星的仰角 • GPS定位数据 – 坐标 – 水平精度、垂直精度 – PDOP值 – 使用卫星颗数 – 解类型 – 数据时延
MESH
关键问题的技术运用
核心算法
采用滤波方法消除GNSS动态定位数据中的随机 误差，即Kalman滤波器。将真实的状态（定位结果） 从各种随机干扰中实时最优地估计出来。
GNSS动态定位的离散状态空间模型如下：
X(k +1) = Φ(k +1, k)X(k) + W(k) ⎫ Y(k +1) = h[ X (k +1), k +1] + V(k +1)⎬⎭
Kalman算法平面解算结果
平面精度在5mm 左右，高程精度 在8mm左右
Kalman算法高程解算结果
关键问题的技术运用
多星座联合解算
GPS
Compass
多星解 算
GLONASS
Galileo
GNSS技术运用于变形监测优势
常规变形监测技术包括采用经纬仪、水准仪、测 距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其优 点是：