武汉大学测绘学院毕业论文

学号__2011301610393_密级_________________武汉大学本科毕业论文工程建筑物GPS动态监测试验及分析院（系）名称：测绘学院专业名称：测绘工程学生姓名：李明指导教师：黄声享教授二○一五年六月郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：I摘要随着全球定位系统GPS的不断发展与完善，特别是高采样率的GPS接收机的出现，利用GPS技术进行连续、实时、动态监测已经成为可能。与传统的变形监测方法相比较，GPS动态监测具有高精度、实时、动态、连续监测等传统监测方法所不具备的优势，这也为其在研究大型工程建筑物的动态特征和变形监测领域提供了得天独厚的条件。本论文通过制定一个简单的GPS动态监测试验，采集大量客观有效的监测数据，将试验所得到的数据利用华测CGO软件进行PPK后处理，对GPS动态监测的结果和精度做出了较为客观的评价，同时对工程建筑物GPS动态监测的特性进行了较为全面的分析和研究。关键词：动态监测；GPS全球定位技术；GPS动态监测数据解算IIABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentandperfectofglobalpositioningsystem(GPS),especiallytheemergenceofthehighsamplingrateofGPSreceiver,usingGPStechnologyforcontinuous,real-time,dynamicobservationhasbecomepossible.Comparedwiththetraditionaldeformationmonitoringmethods,GPSdynamicmonitoringwithhighprecision,real-time,dynamicandcontinuousmonitoringofthetraditionalmonitoringmethods,suchasdonothavetheadvantageofthisalsoforthestudyofdynamiccharacteristicsoflargeengineeringstructuresandprovidestheadvantagedconditionsindeformationmonitoring.Inthispaper,bymakingasimpleGPSdynamicmonitoringtest,collectingalargenumberofobjectiveeffectivemonitoringdata,thetestdataobtainedbyusingHuaCeCGOsoftwareanalysisprocessing,theaccuracyandresultsofGPSdynamicmonitoringfortheobjectiveevaluation,thefeaturesofGPSdynamicmonitoringofengineeringbuildinghascarriedonthecomprehensiveanalysisandresearch.Keywords:dynamicmonitoring；GPStechnology；GPSdynamicmonitoringdatadecoding目录摘要..................................................................................................IABSTACT...........................................................................................II1绪论...............................................................................................11.1论文的研究背景及意义................................................................11.1.1论文的研究背景...................................................................11.1.2论文的研究意义...................................................................21.2国内外研究与发展的现状和趋势...................................................31.2.1工程建筑物GPS动态监测的发展现状.......................................31.2.2工程建筑物GPS动态监测的发展趋势.......................................41.3论文的研究内容与组织...............................................................51.3.1论文的研究内容..................................................................51.3.2论文的整体组织..................................................................52工程建筑物动态监测主要内容和方法介绍......................................72.1工程建筑物动态监测主要内容......................................................72.2建筑结构GPS动态监测方法........................................................72.2.1GPS动态监测原理—GPSRTK技术..........................................72.2.2动态监测系统组成..............................................................83工程建筑物GPS动态监测试验方案的制订与实施.........................103.1GPS变形监测试验操作规范与要求.............................................103.2工程建筑物GPS动态监测方案设计............................................103.2.1变形监测内容的确定.........................................................103.2.2监测方法和仪器的选择......................................................103.2.3变形监测精度的确定.........................................................103.2.4监测位置及测点布置的确定................................................113.2.5监测频率的确定...............................................................113.3试验实施流程........................................................................113.3.1具体操作流程.................................................................113.3.2注意事项.......................................................................124GPS动态监测试验数据处理与结果分析........................................134.1GPS动态监测试验外业数据处理................................................134.2GPS动态监测试验结果分析和精度评价......................................175结语..............................................................................................22参考文献.........................................................................................23致谢................................................................................................2511绪论1.1论文的研究背景及意义1.1.1论文的研究背景新中国成立以来，随着社会主义事业的不断发展和完善，工程建设的步伐也越来越快。高楼大厦如雨后春笋般拔地而起，大型悬索桥、大跨度斜拉桥让“一桥飞架南北”成为了现实，水电风电太阳能等清洁能源建设也在蓬勃有力的发展，“一带一路”的战略构想更是将中国的高速铁路建设推向了国际市场。现代工程建筑物在规范、造型、难度方面提出了更高的要求，工程建筑物变形监测也成为了工程建设工作中的重中之重。在温度变化、荷载变化以及强风、地震等因素的影响下，许多大型工程建筑物诸如大桥、高层建筑物和大坝等都会产生震动和发生位移，严重的甚至会有倒塌事故的产生。这种情况之下，科学、有效、实时地监测以及预报工程和结构建筑物的变形状况，对于工程建筑物的规划设计、施工建设和运营管理就显得尤为重要，而这一工作便属于变形监测的范畴。回顾国内外变形监测技术几十年来发展的历史，由于知识水平的局限性和技术条件的限制，在过去传统的工程建筑物变形监测方法主要是加速度计法、激光干涉仪法，位移传感器测试法和全站仪测试法等[9]。这些方法虽然能够达到变形监测的目的，但也存在一定的弊端：不能同时测定不同监测点位移，位移量比较大时观测困难；很难实时的得到观测值；对于高大的构筑物，特别在强风、大雨的条件下，跟踪目标困难等等。总而言之，随着工程建筑物在规范、造型、难度方面越来越高的要求，传统的变形监测技术手段已经不能满足现代工程建筑物动态监测的需要，在这种情况下连续、实时和自动监测的GPS动态监测技术手段也应运而生。20世纪80年代以来，全球卫星定位技术和导航技术与现代电子通信技术和计算机技术相结合，在空间定位方面引起了革命性的变革。计算机技术、数据通信技术和以GPS为代表的空间定位技术得到了快速的发展和完善，GPS技术为实现工程建筑物的连续、动态和实时监测提供了可能[1]。在现代工程建筑物变形监测方面，采用GPS动态监测技术有许多传统方法不可比拟的优势：(1)即使在恶劣的气候条件的影响下，观测仍可以正常进行，观测不受气候条件的制约。2(2)基准站和监测站之间无需保持通视