基于GPS和WSNs的滑坡位移监测与定位

论文摘要

在我国,滑坡灾害在全国地质灾害中始终占据第一位,已经严重威胁到了人们的生命财产安全。为了降低滑坡灾害的影响,对滑坡进行连续、长期监测是非常重要的。滑坡监测技术有很多种,已经由传统人工测量逐渐发展为高精度、自动化的仪器测量。尤其是随着GPS定位技术的发展,使得GPS接收机能够对滑坡监测点进行全天候连续观测。通过监测点新的位置和初始位置之间的距离反映监测点的运动,实现滑坡监测目的。但是,高精度GPS接收机价格昂贵,在大规模区域的滑坡监测中部署成本很高,因此,使用低精度GPS接收机进行滑坡监测是一个值得研究的问题。此外,如何将GPS接收机采集的数据传输给远程服务器也是一个需要解决的问题。传统上,采用电线、电缆等有线方式进行数据传输,但滑坡监测区域可能地理位置偏僻、环境恶劣,很难实现有线方式进行数据传输,需要采用无线传输,而使用无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)进行数据传输是一个很好的选择。WSNs具有动态组网、低功耗、分布式、低成本等优点,因此,把GPS接收机和WSNs相结合进行滑坡监测具有重要的实际意义。本文围绕滑坡位移监测与定位问题,主要研究以下两方面内容:(1)针对低精度GPS接收机单点定位误差大的问题,本文把GPS定位模型与多传感器系统数据融合技术相结合,提出使用分布式联邦Kalman滤波融合方法来进行GPS定位数据处理。各个GPS接收机采集到定位数据后,首先在相应的局部滤波器分别利用Kalman滤波进行局部滤波,得到局部最优估计。其次在融合中心进行数据融合,得到全局融合估计。然后全局融合估计再反馈到各个局部滤波器,修正异常局部滤波器的估计误差。此外,在使用WSNs进行数据传输时,考虑数据丢包的问题,采用预测补偿器策略处理数据丢包。最后实验结果表明所提方法能有效减小定位误差,提高定位精度。(2)在使用低精度GPS接收机进行滑坡位移监测时,低精度GPS接收机单点定位误差大,不能通过GPS接收机新的位置与初始位置之间的距离来判断是否发生滑坡。本文从数据分类的角度考虑这一问题,提出使用BP神经网络方法来进行滑坡位移监测。使用BP神经网络把滑坡发生前后相互耦合的GPS定位数据分成两类,一类属于滑坡发生之前的GPS数据,另一类属于滑坡发生之后的GPS数据。实验结果表明,先利用分布式联邦Kalman滤波融合方法对GPS接收机的定位数据处理,再使用BP神经网络对其分类,能有效提高滑坡监测精度。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张敏敏

导师: 贾新春

关键词: 滑坡监测,定位,分布式联邦滤波融合,神经网络

来源: 山西大学

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: 山西大学

分类号: P642.22

DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.000524

总页数: 57

文件大小: 3351K

下载量: 106

相关论文文献

• [1].滑坡深部位移监测孔合位移计算与分析[J]. 公路 2020(10)
• [2].深部位移监测在滑坡中的应用[J]. 黑龙江科技信息 2016(29)
• [3].尾矿库位移监测技术探讨[J]. 科技视界 2014(24)
• [4].钻孔侧向位移监测与围护结构稳定性预测[J]. 土工基础 2011(05)
• [5].深部位移监测技术在城市深基坑监测中的应用[J]. 山西建筑 2009(03)
• [6].深部位移监测技术在滑坡抢险中的应用[J]. 山西建筑 2009(02)
• [7].天然气管道滑坡位移监测技术及应用[J]. 中国测试 2016(09)
• [8].深部位移监测技术在边坡治理中的应用[J]. 交通科技 2015(04)
• [9].深部位移监测在滑坡勘察中的应用探讨[J]. 工程建设与设计 2014(03)
• [10].位移监测技术在尾矿库安全监测中的应用简析[J]. 科技创新与应用 2014(21)
• [11].利用互感原理设计非接触式位移监测装置的实验研究[J]. 物理与工程 2018(01)
• [12].深层位移监测在晴兴高速某滑坡勘察中的应用[J]. 中国水运(下半月) 2014(08)
• [13].高层建筑深层位移监测数据分析[J]. 江西煤炭科技 2014(03)
• [14].围埝工程沉降位移监测[J]. 山西建筑 2012(26)
• [15].深层侧向位移监测在滑坡整治中的应用[J]. 采矿技术 2008(05)
• [16].深层位移监测在遵毕高速某滑坡勘察中的应用[J]. 中国水运(下半月) 2016(09)
• [17].沈海复线高速公路某滑坡深部位移监测分析[J]. 地下空间与工程学报 2014(S2)
• [18].一种滑坡深部位移监测数据处理方法[J]. 江苏建筑 2015(01)
• [19].深部位移监测技术在不稳定斜坡勘察中的应用[J]. 交通科技 2012(02)
• [20].深孔位移监测技术在滑坡勘察中的应用[J]. 路基工程 2010(05)
• [21].深层侧向位移监测技术在某滑坡中的应用[J]. 长春工程学院学报(自然科学版) 2008(04)
• [22].基于地表及深部位移监测的滑坡稳定性分析[J]. 工程地质学报 2013(06)
• [23].深部位移监测技术在滑坡治理中的应用[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊) 2012(02)
• [24].相似材料模型的位移监测方法对比研究[J]. 煤矿安全 2016(06)
• [25].浅埋偏压隧道施工中深部位移监测技术探析[J]. 江西建材 2015(11)
• [26].深部位移监测技术在滑坡勘察中的应用[J]. 西部探矿工程 2011(12)
• [27].营运高速公路边坡位移监测分析——以广乐高速公路南连接线为例[J]. 甘肃水利水电技术 2018(06)
• [28].振动、位移监测系统的安装和调试[J]. 中国新技术新产品 2013(09)
• [29].带状工程平面位移监测技术方法的探讨[J]. 北京测绘 2012(03)
• [30].深基坑位移监测与结果分析[J]. 河南城建学院学报 2015(01)

标签：滑坡监测论文;  定位论文;  分布式联邦滤波融合论文;  神经网络论文;