基于差分GPS的滑坡监测技术研究

摘要

在滑坡监测系统的研究领域中，由于差分GPS技术的发展，使得GPS的定位精度相比其它方法更胜一筹，具有广泛的应用前景，从而成为滑坡监测技术研究的热点。本文主要研究了基于差分GPS的滑坡监测技术，论文的主要研究内容和研究成果如下所示:
　　(1)提出本文的滑坡监测系统是基于差分GPS算法建立的，并分析并整理了GPS定位中的误差来源。主要对滑坡监测系统中的GPS卫星瞬时坐标计算进行了算法分析与程序实现，与精密星历提供的精密坐标进行对比，评价坐标解算的精度。并对各坐标系的相互转换、单点定位等问题进行理论分析与实验论证，进行精度分析。
　　(2)对差分算法中精度最高的载波相位差分算法的观测模型及其差分改正数生成的过程进行理论研究，并对载波相位差分算法中最关键的整周模糊度的计算方法进行了研究。
　　(3)确定了滑坡监测系统的组成与硬件设备并进行实验分析，对监测数据进行处理得到载波相位差分曲线随历元间隔不同的变化，以此可以确定整周模糊度解算的历元间隔的范围，并利用确定模糊度之后的载波相位差分曲线进行误差分析。
　　(4)进行载波相位差分实验时，分析了不同的卫星选择对于载波相位差分基线解算结果的影响。在选星问题上提出选择的卫星之间必须有一定的高度角差值，且单颗卫星的高度角在整个观测时间内不能出现持续快速的变化，这都会影响基线解算的精度，在监测过程中一旦出现卫星失锁必须重新解算模糊度。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 滑坡监测研究的背景

1．2 滑坡监测研究的现状

1．3 本课题研究的意义

1．4 本文研究的主要内容

2 基于差分GPS的滑坡监测系统程序设计

2．1 滑坡监测系统中卫星坐标的计算

2．1．1 GPS卫星星历

2．1．2 GPS周的确定

2．1．3 卫星坐标计算

2．2 滑坡监测系统中的坐标转换

2．2．1 WGS-84坐标系

2．2．2 WGS-84坐标系与大地坐标系的相互转换

2．3 载波相位差分算法中卫星的选择研究

2．4 滑坡监测实验中的差分数据类型

2．5 GPS滑坡监测系统的误差

2．6 本章小结

3 基于差分GPS的滑坡监测算法模型

3．1 差分GPS载波相位算法的研究

3．1．1 GPS载波相位观测模型

3．1．2 GPS载波相位观测模型的线性化

3．1．3 GPS载波相位差分观测模型

3．2 GPS整周模糊度的解算

3．3 本章小结

4 基于差分GPS的滑坡监测实验与分析

4．1 GPS滑坡监测系统的组成

4．2 基于差分GPS的滑坡监测实验

4．2．1 差分GPS滑坡监测系统的建立

4．2．2 GPS滑坡监测系统的数据接收

4．2．3 实验参数设定

4．2．4 定位实验与分析

4．3 GPS基线解算的影响因素的研究

4．3．1 影响GPS基线解算结果的因素

4．3．2 GPS基线影响因素的解决措施

4．4 基于差分GPS的监测数据的处理

4．4．1 不同基线长度不同历元间隔的载波相位差分实验分析

4．4．2 卫星角度对定位误差影响分析实验

4．4．3 数据处理总结

4．5 本章小结

5 结论与展望

致谢

参考文献

附录