GPS滑坡监测中的关键技术研究

论文摘要

近年来,各类地质灾害频繁发生,给我国带来了巨大的经济损失和人员伤亡,其中所占比重最大的滑坡灾害分布最广而且危害十分严重,所以对滑坡进行监测非常有现实意义。滑坡监测的监测原理是根据对滑坡体的位移进行动态监测从而实时地掌握滑坡滑动情况,然后把这些滑动情况作为滑坡灾害的预测依据。虽然目前滑坡监测的方法很多,但这些方法不能同时满足精度高、成本低和实用性高这三个要求,所以这些方法难以广泛应用于滑坡灾害的实时监测中,通过对这些滑坡监测方法的对比分析可以发现如果对GPS滑坡监测这种方法进行深入研究可以满足这三个要求。本文研究了 GPS滑坡监测技术的国内外发展历程并对这些GPS滑坡监测技术的优缺点进行了总结,对比这些技术的优缺点后发现这些技术也很难同时满足这三个要求,为了实现这个目标,本文研究了 RTK（Real-time kinematic,实时动态）载波相位差分技术这种新的常用的卫星定位测量方法,所以本文的研究内容主要是RTK载波相位差分技术中的整周模糊度的求解、GPS基线解算和GPS差分系统的数据链这三个关键技术。针对整周模糊度的求解本文研究了经典的LAMBDA算法和改进粒子群算法,并对二者做了一些对比实验,正确求解出整周模糊度后研究了 GPS基线解算及测姿原理并参与研制单频GPS测姿仪,最后把单频GPS测姿仪作为RTK载波相位差分技术中的参考站和流动站设计了一个GPS差分系统的数据链。本文研究的GPS滑坡监测系统基本原理是通过把RTK载波相位差分技术中的参考站和流动站都放在滑坡监测区域从而形成短基线的测量方式,因为在同一片监测区域内所以两个观测站之间的公共误差是相同的,如果对二者做差分处理就可以消除这些公共误差从而达到毫米级的高测量精度。为了满足实用性高的要求,本文设计了一种基于LoRa和GPRS的数据传输系统,该系统采用LoRa和GPRS这两种数据传输模块使监测现场的观测数据能及时地传输到监测中心,从而提高滑坡监测的实时性。由此可知,本文设计的GPS滑坡监测系统和数据传输系统,一方面利用单频GPS测姿仪短基线的测量形式满足了高精度且低成本的要求,另一方面通过LoRa和GPRS模块实现了监测系统的实时监测即满足了实用性高的要求,所以理论上能同时满足这三个要求的滑坡监测系统可以广泛应用于滑坡监测中,而且本文还创新性地提出了基于改进粒子群算法的整周模糊度求解,该算法可以提高整周模糊度求解效率从而更好地保证滑坡监测系统的实时监测。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张波

导师: 尚俊娜

关键词: 滑坡监测,整周模糊度,算法,改进粒子群算法

来源: 杭州电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 杭州电子科技大学

分类号: P642.22

总页数: 58

文件大小: 4319K

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