基于GNSS监测系统的水库大坝变形研究

水库大坝的变形监测是判断其安全性的重要方式之一,传统的人工监测方式存在效率低、误差大、不能实时动态监测等缺点。为提高监测效率和准确性,文中设计了GNSS监测系统,对水库大坝的变形进行了监测,结果表明,监测系统精度和可靠性能够满足设计标准,水平监测误差小于3mm,垂直监测误差小于5mm;大多数监测变形值和实际移动量的差值未超过2mm;系统能够对变形监测数据进行自动采集,同时开展数据的处理和分析,并对异常数据进行预警;在多种天气情况下(雷电、大风、暴雨、雨雪等)系统运行正常,外界环境抗干扰能力较强,这也表示GNSS技术对增强水库信息化管理、提高其抗风险能力有着十分重要的意义。

卡尔曼滤波在山西省西山煤田地面沉降GNSS监测中的应用

本文以山西省西山煤田某一工作面为试验区,在分析地面沉降全球卫星导航系统(GNSS)监测数据特征的基础上,利用两种卡尔曼滤波方法(普通和总体卡尔曼滤波)对矿区地面沉降GNSS监测数据进行了处理与评价,同时对比了两种卡尔曼滤波方法的均方根误差分布情况。试验结果表明,两种滤波方法的滤波结果与观测值趋势大致相同,但存在少数异常点。下沉量越大的监测点,滤波结果与观测值的差异越大,但总体卡尔曼滤波的差异明显小于普通卡尔曼滤波,特别是对于下沉量较大的监测点。下沉量越大的监测点,其均方根误差越大,总体卡尔曼滤增大的速度远小于普通卡尔曼滤波,总体卡尔曼滤波均方根误差的最大值小于0.1 m,普通卡尔曼滤波的则接近0.4 m。

国际GNSS监测评估系统数据采集与服务的研究及应用

【目的】国际GNSS监测评估系统(international GNSS Monitoring and Assessment System,iGMAS)通过布设全球GNSS跟踪站网,对全球四大卫星导航系统运行状况和主要性能指标进行监测和评估,由全球跟踪站网、数据中心等组成。【方法】全球跟踪站网主要完成原始观测数据采集,包括:导航卫星码伪距、载波相位、多普勒等,并发送到数据中心。数据中心收集跟踪站网的标准格式观测数据,对原始数据进行质量检查,并分类存储和备份,同时接收分析中心和产品综合中心数据处理后生成的轨道、钟差、大气等精密产品,并通过FTP、WEB等多种手段以标准数据格式提供GNSS数据和产品的服务。【结果】在GNSS监测评估、精密时间频率、地球动力学、大气科学、精密测绘等多个领域得到了应用。

GNSS监测评估中心北斗卫星产品分析

通过统计2016年3月14日至7月24日共135 d的北斗产品卫星轨道、钟差均方根值(RMS)及对流层i GMAS(国际GNSS监测评估系统)值在不同时段的变化状况,分析近几个月各时间点的北斗卫星运行情况,结合卫星误差影响的来源,分析其变化规律及原因。有利于探测异常误差,发现产品运行规律,提高产品结果的稳健性,帮助科研工作者发现并下载高质量数据,确定北斗卫星下一步研究方向。

GNSS监测系统在开顶滑坡体快速滑移期的应用

介绍了如何针对监测开顶滑坡体快速滑移过程中GNSS系统出现的一些问题,结合现场实际应用情况,就如何快速、实时监测滑坡体变形过程、及时提供监测数据、及时准确地发出预警信息以及提高GNSS系统测点在滑坡过程中的寿命总结出了一些经验和建议,可为类似快速滑坡体GNSS监测提供借鉴。

GNSS监测数据的拟合研究

以某矿山实际生产中GNSS高程变形监测的使用以及采空区探测为研究对象,分析了某矿山开采过程中测绘技术的相关应用。对GNSS监测网络获取的监测数据拟合工作展开了深入研究。

GNSS监测数据预处理在变形预测中的应用

GNSS监测技术被广泛应用于变形监测工作中,但GNSS监测数据中会有缺失值、噪声等误差的存在,对预测结果造成影响。引入改进的小波神经网络模型进行变形预测,并考虑该模型的自适应性和容错性,分别采用三次样条插值法、小波滤波法和拉依达准则对原始监测数据进行缺失值填补、去噪和粗差剔除等预处理。并利用实际监测数据进行短期预报分析,对比原始监测数据和预处理后的监测数据的预测结果,结果表明预处理后的监测数据的预测效果更好。

基于成分聚类的高阶奇异谱分析及在GNSS监测序列分析中的应用

高阶奇异谱分析(HSSA)相对于奇异谱分析对不同延时、嵌入维数变化有较好的鲁棒性,在信号处理、工程等领域有着广泛应用。针对高阶奇异谱分析应用中成分序列的选取凭经验过于主观的问题,在理论推导与分析的基础上,提出一种基于成分功率谱聚类的方法,并应用于实际GNSS监测序列的处理与分析,得到了具有明显以一天为周期的周期成分、趋势变化成分以及不规则变动成分,反映了不同因素造成的大桥索塔变形,为后续索塔变形的建模预报、安全评估提供了技术支撑,也说明方法的实用性。

合成孔径雷达与GNSS监测对比分析

GNSS监测以点位监测为主,适用于重点监测点监测,通过点位布置也可实现监测线监测,而合成孔径雷达以区域监测为主,适用于重点监测区域的监测预警。为了研究2种监测手段的适用范围、监测特点和关系,分析了其数据获取原理和监测数据特点,对比了同一监测点2种监测手段位移量数据关系和位移变化趋势。结果表明:GNSS监测数据是点位在三维中的矢量位移是真实位移值;合成孔径雷达监测数据是真实位移在雷达方向上的分量较真实位移值偏小;2种监测手段获取的监测数据变化趋势一致,均能反应边坡的实际变化情况。

基于GNSS监测系统的露天矿失稳边坡临滑预报

采用GNSS监测技术,在山西煤炭运销集团猫儿沟露天矿边坡潜在破坏区域建立自动化在线监测系统,通过变形数据的自动采集、处理与分析,对失稳边坡进行临滑预报,及时、准确、无误将预测结果上报矿方,避免发生人员伤亡及设备掩埋等事故,保证了矿山的安全生产。

GNSS监测系统在水电站高危边坡安全监测中的应用

针对索风营水电站枢纽安全监测自动化系统存在运行稳定性差、故障率高、高危边坡观测时存在安全隐患,通过对监测仪器及监测自动化系统现状排查,提出升级改造方法,引进GNSS监测系统在索风营水电站高危边坡安全监测中应用。运行结果表明,GNSS监测系统的应用,实现全自动监测,实现数据真实可靠,提高了监测数据准确率,降低了人工巡查监测安全风险,为同类型水电站安全监测提供借鉴。

近海GNSS监测站综合应用技术初步分析

随着对全球卫星导航系统在不同领域应用的不断探索,逐步兴起的GNSS-R技术在大气、海洋遥感领域的应用得到迅速发展,目前,近海GNSS监测站逐渐显示出其在诸多领域的综合应用价值。以位于美国Friday Harbor海岸的SC02站2011―2015年的连续实测数据为例,分析其在地表形变、水汽监测、潮位变化监测等3个不同领域的具体应用。研究结果表明,近海GNSS监测站可以同时应用于地表形变、水汽变化及潮位变化监测,从而进一步拓展了沿海GNSS监测站的应用空间。

GNSS监测系统在深基坑周边建筑物监测中的应用

深基坑开挖过程中周边建筑物的高频率和高时效性的监测,对受深基坑开挖影响的建筑物安全的保障具有重要作用和意义。本文在相同监测环境条件下,利用传统人工监测和GNSS自动化监测方式对深基坑开挖影响区范围内的建筑物进行监测,经得出的工程监测数据对比分析证明,GNSS自动化监测系统在深基坑开挖影响范围内的建筑物监测具有可行性,为深基坑周边建筑物的安全保障提供依据。

地基BDS/GNSS水汽监测在水利领域的研究进展与展望

地球上几乎所有的水汽都集中在对流层,水汽含量对全球气温、降水等气象要素都有很大的影响,在一定程度上可以影响地球气候变化,在全球范围内调节热量平衡.对对流层水汽监测、水资源管理、极端天气预警和气候变化研究等具有十分重要的作用.在北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System, BDS)/GNSS技术持续发展和完善的过程中,BDS/GNSS大气可降水量反演(precipitable water vapor,PWV)逐渐成为一种新型的水汽探测技术,相较于传统水汽探测技术可实现对水汽高精度、近实时的监测.本文对BDS/GNSS PWV反演的发展历程及研究现状进行了系统地综述,阐明其反演原理与方法,主要从高精度水汽监测、降水短临预报、气候变化及旱涝监测方面分析地基BDS/GNSS水汽监测在水利领域中的应用与发展方向.

基于多参数自适应VMD的GNSS形变监测序列分解

针对结构健康监测场景下,全球导航卫星系统(GNSS)形变监测序列中各类特征相互混叠,难以进行特征提取与独立分析的问题,提出一种基于多参数自适应变分模态分解(MA-VMD)的时间序列分解算法。首先对变分模态分解(VMD)算法中多项参数对分解结果的影响进行了综合分析;然后从原始序列以及分解结果的频域特性出发,自适应调整分解模态数、惩罚因子、初始中心频率及拉格朗日乘子四组参数,建立MA-VMD算法。仿真序列实验表明,MA-VMD算法的序列分解结果与真实值之间的互相关系数为98.77%、均方根误差为0.1365 mm,均接近全局最优,并显著优于经验模态分解、奇异谱分析、改进变分模态分解等算法。最后基于实测GNSS变形监测数据验证了所提算法在工程应用上的有效性。

基于CEEMD的耦合模型在GNSS变形监测数据降噪中的应用

为了有效提取GNSS(Global Navigation Satellite System)变形监测数据中的有用信息,最大限度降低噪声对数据后续分析的干扰,本文提出了一种基于完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)的耦合降噪模型。该耦合模型实现信号降噪的步骤为:首先,使用CEEMD对原始信号进行自适应分解,得到若干个本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)以及残余项;其次,根据不同IMF分量标准化模量的累计均值(Mean of Standardized Accumulated Modes,MSAM)将IMF分量分为高频IMF分量与低频IMF分量;最后,分别使用Wavlet与GavGol滤波方法对高频分量、低频分量进一步去噪并重构降噪结果,得到最终降噪信号。使用仿真数据与实测GNSS数据对本文提出耦合模型进行检验,结果表明,相较于单一的降噪模型,本文提出模型能够更加有效地剔除噪声,表现出了更好的降噪效果。

子午工程二期GNSS电离层TEC与闪烁监测仪样机测试及数据对比分析

子午工程二期电离层TEC与闪烁接收机布网采用国产设备.经过连续3天的运行测试,本文以同台站同天线的国外对比设备PolaRx5数据为参考,对样机的数据进行质量评估.对于科学研究,数据的连续性和有效性,VTEC、幅度闪烁指数、相位闪烁指数这三项数据的精度是最重要的指标.本文根据科研场景设计了这些方面的数据比较标准,评估样机的数据质量,并对两种设备探测结果特征的原因进行了分析,为数据准确性的评估提供参考和借鉴.

GNSS自动监测系统在基坑监测中的应用

本文关注的是GNSS在基坑监测中的应用。在城市建设中,基坑监测尤为关键,尤其是对于邻近高层建筑物或地铁线路的深基坑工程。为确保施工安全,本研究采用GNSS自动监测系统进行基坑周边的地面沉降、水平位移和倾斜度等参数的长时间、连续、高精度监测。结果表明,GNSS自动监测系统在基坑周边地面整体稳定性分析、动态变化规律研究以及及时预警和隐患排查等方面展现出了显著的优势。在该系统的帮助下,实现了多参数联合分析和多点同步监测,大大提高了基坑施工的安全性和效率。同时GNSS自动监测系统的应用也为解决城市化快速发展带来的基础设施监测多难题提供了有效手段。本研究的结果为优化基坑施工监测技术,保障工程安全,提供了有益的参考。

GNSS技术在露天矿山顺层边坡监测中的应用

针对顺层岩质边坡岩层和节理复杂,易发生边坡失稳并导致滑坡事故的问题,采用GNSS在线监测技术,建立了高陡边坡变形监测系统,通过分析边坡表面位移监测数据,对塘垭石灰石矿的边坡稳定性进行评价。研究结果表明:各监测点的沉降位移显著大于位移水平;边坡岩体受冬季冻胀作用,各测点的边坡变形明显增大;边坡受到较发育的节理裂隙、岩溶和断层影响,更容易发生变形破坏。

基于GNSS的高层建筑物基坑监测系统实现与应用

以某高层建筑物基坑地质灾害隐患点监测实际情况为例进行分析,评估了监测站及虚拟基准站观测数据质量;根据实际建设项目的情况,提出综合解决地质灾害GNSS监测项目建设的规范;最后,提出一种组合模型对使用虚拟基准站解算的监测站数据进行去噪处理。结果表明,相比于EMD模型与EMD–ICA模型的去噪效果,该组合模型经数据去噪,标准差降低3.7%与2.7%,信噪比分别提高了19.7%和12.3%,相关系数方面提高了7.6%和3.3%。