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1、分類號:P2210710-2015126038碩士學(xué)位論文GNSS實時相對定位技術(shù)及其在滑坡監(jiān)測中的應(yīng)用研究萬凌川導(dǎo)師姓名職稱張菊清教授黃觀文副教授申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)名稱大地測量與測量工程論文提交日期2018年4月18日論文答辯日期2018年6月5日學(xué)位授予單位長安大學(xué)GNSSREAL-TIMERELATIVEPOSITIONINGTECHNOLOGYANDITSAPPLICATIONINLANDSLIDEMONITORINGADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WanLin
2、gChuanSupervisor：Prof.ZhangJuQingAssociateProf.HuangGuanWenChang’anUniversity,Xi’an,China摘要當(dāng)前，我國GNSS用戶已可以接收到來自GPS、GLONASS、GALILEO以及BDS的四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所提過的導(dǎo)航、定位、授時服務(wù)。而近年來，隨著實時通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，高精度的GNSS實時定位服務(wù)也已被廣泛應(yīng)用于多種行業(yè)中。我國是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家，這其中尤以滑坡造成的人員傷害和財產(chǎn)損失最為巨大，如何科學(xué)有效地掌握滑坡體在崩塌前的微小形變，在我國有著十分突出的
3、現(xiàn)實意義。由于GNSS相比于其他測量監(jiān)測手段，在實時性、智能性等方面具有較高的優(yōu)勢，因此基于高精度實時定位的滑坡監(jiān)測已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。在GNSS高精度定位技術(shù)中，相對定位可消除或大幅度削弱絕大部分的系統(tǒng)誤差，從而更加快速、準(zhǔn)確地獲得高精度定位結(jié)果，業(yè)已成為高精度實時滑坡監(jiān)測的主要作業(yè)方式。本文在GNSS相對定位理論研究基礎(chǔ)上，重點研究了實時滑坡變形監(jiān)測條件下的周跳探測、模糊度快速固定、多系統(tǒng)聯(lián)合定位等關(guān)鍵技術(shù)，并基于模擬位移平臺分別檢驗了采用GNSS在短基線、中基線條件下對分米級位移的監(jiān)測能力，同時將GNSS實時相對定位技術(shù)應(yīng)用于涇陽滑坡
4、體，將長期監(jiān)測所得結(jié)果序列與全站儀監(jiān)測序列進(jìn)行對比分析，以驗證GNSS實時定位技術(shù)應(yīng)用于滑坡形變監(jiān)測的有效性。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：1.針對GNSS載波相位相對定位中周跳探測問題，深入探討了M-W組合及LG組合兩種雙頻周跳探測方法，偽距相位、無幾何相位兩種三頻周跳探測方法采用歷元間求差進(jìn)行實時周跳探測的閾值、不敏感周跳等特性。采用BDS、GPS實測靜態(tài)、緩動態(tài)數(shù)據(jù)對不同周跳探測方法性能予以驗證分析。結(jié)果表明：不同方法都存在不敏感周跳，但聯(lián)合多種探測方法能夠顯著減少周跳漏判的可能性；同時三頻無幾何相位組合完全滿足緩動態(tài)條件下的周跳探測要求。2
5、.詳細(xì)闡述了模糊度參數(shù)估計及LAMBDA模糊度解算相關(guān)理論，并給出了LAMBDA中最為核心的Z變換矩陣構(gòu)造方法；針對復(fù)雜條件下模糊度難以全部準(zhǔn)確固定的問題，在分析已有模糊度部分固定子集篩選準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，提出了一種更適用于峽谷地區(qū)復(fù)雜條件下滑坡實時形變監(jiān)測的模糊度部分固定綜合篩選法，基于實測數(shù)據(jù)對本文所提方法更優(yōu)性予以了驗證。3.目前人們在設(shè)計多系統(tǒng)組合定位程序時，所采用的組合方法通常為基于坐標(biāo)估值域、法方程域及觀測方程域等；對于后兩者，人們往往認(rèn)為其具有等價性，從而缺乏對I其異同性的相關(guān)分析。本文基于對不同方法函數(shù)模型的分析，進(jìn)而推導(dǎo)出該兩種方法
6、在靜態(tài)解算條件下具有等效性，而動態(tài)條件觀測方程域組合更具理論嚴(yán)密性、結(jié)果更優(yōu)的結(jié)論，并基于實測短基線數(shù)據(jù)對以上推論予以驗證。4.為了驗證GNSS實時定位在滑坡監(jiān)測中的有效性，通過位移平臺模擬滑坡體滑動過程，并用短距離，中距離（1KM，60km）的GNSS基線對形變過程進(jìn)行了監(jiān)測。實驗結(jié)果表明，采用短基線、中基線進(jìn)行滑坡實時形變監(jiān)測均能對滑坡體分米級的位移進(jìn)行有效監(jiān)測，但中基線受制于其本身觀測精度，監(jiān)測結(jié)果序列會出現(xiàn)厘米級波動，因此其針對厘米級的滑坡體位移監(jiān)測可靠性將極大降低。基于涇陽廟店黃土滑坡監(jiān)測項目，將GNSS實時相對定位技術(shù)241天的監(jiān)測結(jié)
7、果與高精度全站儀監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明，GNSS實時相對定位技術(shù)監(jiān)測結(jié)果與全站儀監(jiān)測結(jié)果在E,N,U三個方向上均具有極高的符合度，在E,N,U三方向長期監(jiān)測結(jié)果相差分別為：2，0，1；監(jiān)測過程中最大相差分別為：3，6，9(mm)。因此，GNSS實時定位技術(shù)完全滿足滑坡監(jiān)測的精度需求。關(guān)鍵詞：GNSS相對定位，實時周跳探測，模糊度固定，多系統(tǒng)聯(lián)合定位，滑坡監(jiān)測IIAbstractThefrequentoccurrenceofgeologicaldisastersinourcountryisoneofthemostseriousinjuri
8、esandpropertylossescausedbythelandslide.Beforethelandslidedisaster,t
