变形观测与数据处理知识研讨.ppt

GN-1X型固定倾斜仪 特点：智能识别、避雷芯片、同步温度；长期置于水工建筑物内、外部监测。 用途：GN-1X型倾斜仪适用于长期测量混凝土大坝、土石坝等水工建筑物倾斜变化量，同样适用于工民用建筑、道路、桥梁、隧道、路基、土建基坑等的倾斜测量 应用：广泛用于水利水电﹑公路铁路﹑桥梁隧洞﹑矿山﹑国防及建筑工程安全监测领域物理量测量。 原理：结构物产生的倾斜变形，通过安装架传递给倾斜传感器。传感器内装有电解液和导电触点，当传感器发生倾斜变化时，电解液的液面始终处于水平，但液面相对触点的部位发生了改变，也同时引起了输出电量的改变。倾斜仪随结构物的倾斜变形量与输出的电量呈对应关系，以此可测出被测结构物倾斜角度，同时它的测量值可显示出以零点为基准值的倾斜角变化的正负方向。 倾斜仪可布设为一个测量单元独立工作，亦可多支连点布设测出被测结构物的各段倾斜量，以此将结构物的变形曲线描述出来。若在被测物上装成二维方向，可测量结构物的二维变形。倾斜仪可以回收重复使用，并且可方便实现倾斜测量的自动化。 （4）GPS技术 以GPS为代表的现代空间定位技术，已逐渐在越来越多的领域取代了常规光学和电子测量仪器。自20世纪80年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。 用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时（准实时）定位与导航，绝对和相对精度扩展到dm级、cm级乃至亚mm级，从而大大拓宽了它的应用范围和在各行各业中的作用。 地学工作者已将GPS应用于地表变形监测的多个试验中，取得了丰富的理论研究成果，并逐步走向了实用阶段。 数据通信技术、计算机技术和以GPS为代表的空间定位技术的日益发展和完善，使得GPS由原来的周期性观测走向高精度、实时、连续、自动监测。 用GPS用于变形监测的作业方式可划分为周期性和连续性两种模式。 周期性变形监测与传统的变形监测网没有多大区别，因为有的变形体的变形极为缓慢，在局部时间域内可以认为是稳定的，其监测频率有的是几个月，有的甚至长达几年，此时，GPS静态相对定位法进行测量，数据处理与分析一般都是事后的。经过10多年的努力，GPS静态相对定位数据处理技术已基本成熟。在周期性监测方面，利用GPS技术的最大屏障还是基准的选择与确定，它已成为近几年研究的热点。 连续性变形监测是采用固定监测仪器进行长时间的数据采集，获取变形数据序列。虽然连续性监测模式也是对测点进行重复性观测，但其观测数据是连续的，具有较高的时间分辨率。 根据变形体的不同特征，GPS连续性监测可采用静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法进行观测。 超水位蓄水大坝：要求变形响应的实时性，监测系统应具有实时的数据传输和数据处理与分析能力，它对数据解算和分析提出了更高的要求。 桥梁静动载试验、高层建筑物振动测量：要求较高的时间采样率，但数据解算和分析可以是事后的。 动态监测过去常采用加速度计、激光干涉仪等测量设备测定建筑物结构的振动特性，但是，随着建筑物高度的增高、以及连续性、实时性和自动化监测程度要求的提高，常规测量技术已越来越受到局限。 GPS作为一种新方法，由于其硬件和软件的发展与完善特别是高采样率GPS接收机的出现，在大型结构物动态特性和变形监测方面已表现出其独特优越性。 加拿大卡尔加里塔、深圳帝王大厦： 现在GPS动态监测数据处理主要采用的是整周模糊度动态解算法。已有研究表明，对于长期监测的GPS系统，采用Kalman滤波三差法代替RTK技术中的双差相位求解，可以mm级精度。 1.2.2 变形监测技术的未来发展 ① 多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪、地面三维激光扫描系统和GPS的应用，将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展，如：某大坝变形监测系统是由测量机器人、GPS和特殊测量仪器所构成的最优观测方案； ② 变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化为变形分析提供了极为丰富的数据信息； ③ 高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统，要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行； ④ 实现远程在线实时监控，在大坝、桥梁、地铁和边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推进重大工程安全监控管理的必由之路。 地质灾害监测与预警系统 这里主要介绍数字化近景摄影测量系统、高精度变形测量机器人系统、卫星定位技术、三维激光扫描技术及其在变形测量中的应用。 1）数字化近景摄影测量系统 优点：数字化近景摄影测量系统，使摄影测量的内、外业工作大大简化，对操作人员的要求大大降低，完全摆脱了昂贵的传统摄影测量设备，从而使其应用领域显著扩大。与常规的边、角测量相比，它不但外业速度