變形監(jiān)測(cè)新方法及其應(yīng)用

前言

　　變形監(jiān)測(cè)的目的是要獲得變形體（大到整個(gè)地球，小到一個(gè)工程建筑物）變形的空間狀態(tài)和時(shí)間特性，同時(shí)還要解釋變形的原因。它是測(cè)量工程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，與多個(gè)學(xué)科（如地球物理、土木工程、巖土力學(xué)等）有緊密關(guān)系。由于科學(xué)技術(shù)的日新月異，特別是自動(dòng)控制、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變形監(jiān)測(cè)正在向邊緣學(xué)科方向發(fā)展。因此，變形監(jiān)測(cè)的理論發(fā)展更快、應(yīng)用更廣，新課題、新方法不斷涌現(xiàn)。本書(shū)是在作者總結(jié)近五年來(lái)的研究成果的基礎(chǔ)上撰寫(xiě)而成的，每章都包含作者的思想方法，并且在第二～七章的概述中，作者給出了問(wèn)題的提出背景?！　∪珪?shū)共分七章，第一章概述了變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、特點(diǎn)和方法，第二章介紹了卡爾曼濾波方法在邊坡變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，第三章和第四章介紹了GPS一機(jī)多天線方法及其在自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，第五章和第六章介紹了偽衛(wèi)星定位技術(shù)以及GPS和偽衛(wèi)星組合定位方法，第七章介紹了合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR）技術(shù)，特別介紹了InSAR用于地表變形觀測(cè)。書(shū)中給出了大量工程應(yīng)用實(shí)例，特別以小浪底大壩、東江大壩和小灣水電站高邊坡為應(yīng)用背景，給出了許多變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果和分析，說(shuō)明了書(shū)中所提出方法的有效性、實(shí)用性和先進(jìn)性?！　”緯?shū)內(nèi)容反映了作者主持的國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“GPS偽衛(wèi)星組合定位及其在形變監(jiān)測(cè)中應(yīng)用（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：50279005）”和“基于InSAR／GPS集成的巖石邊坡變形穩(wěn)定探測(cè)研究（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：50579013）”以及國(guó)家自然科學(xué)基金雅礱江水電開(kāi)發(fā)聯(lián)合研究基金重點(diǎn)項(xiàng)目“巖石高邊坡失穩(wěn)的大型滑坡預(yù)警和防治（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：50539110）”子項(xiàng)目的研究成果。作者感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助，同時(shí)還要感謝河海大學(xué)巖土工程國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助。

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)地介紹了作者近幾年在變形監(jiān)測(cè)方面的研究成果，重點(diǎn)是變形監(jiān)測(cè)的新方法，包括GPS一機(jī)多天線方法、GPS和偽衛(wèi)星組合定位方法及合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(InSAR)技術(shù)。書(shū)中，理論方法的研究和實(shí)際工程的應(yīng)用并重，所介紹的應(yīng)用實(shí)例均來(lái)源于課題組完成的國(guó)家大型工程項(xiàng)目?！　”緯?shū)可作為高等院校土木工程和測(cè)繪工程類研究生和高年級(jí)本科生的教學(xué)參考書(shū)，也可供測(cè)量工作者以及相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第一章　緒論　1.1　變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容和目的意義　1.2　變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)　1.3　變形監(jiān)測(cè)方法　1.4　變形監(jiān)測(cè)新技術(shù)　參考文獻(xiàn)第二章　卡爾曼濾波方法及其在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用　2.1　概述　2.2　卡爾曼濾波方法　2.3　基于卡爾曼濾波的邊坡變形預(yù)報(bào)　2.4　實(shí)例分析　參考文獻(xiàn)第三章　GPS-機(jī)多天線方法及應(yīng)用　3.1　問(wèn)題的提出　3.2　GPS-機(jī)多天線方法設(shè)計(jì)思路　3.3　GPS多天線控制器開(kāi)發(fā)　3.4　基于GPS多天線技術(shù)的變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　3.5　變形監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析　參考文獻(xiàn)第四章　基于GPS-機(jī)多天線自動(dòng)化邊坡變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　4.1　邊坡變形監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀　4.2　邊坡自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)　4.3　邊坡變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)　4.4　GPS數(shù)據(jù)處理與變形量解算　4.5　邊坡變形預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)　4.6　小灣電站高邊坡遠(yuǎn)程自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　參考文獻(xiàn)第五章　偽衛(wèi)星定位技術(shù)及其提高定位精度分析　5.1　問(wèn)題的提出　5.2　偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文　5.3　偽衛(wèi)星地面設(shè)備　5.4　偽衛(wèi)星定位模式　5.5　偽衛(wèi)星定位關(guān)鍵技術(shù)　5.6　采用偽衛(wèi)星技術(shù)提高定位精度分析　5.7　東江大壩應(yīng)用實(shí)例分析　參考文獻(xiàn)第六章　GPS和偽衛(wèi)星組合定位方法用于變形監(jiān)測(cè)6.1　偽衛(wèi)星增強(qiáng)GPS精密定位概念　6.2　GPS和偽衛(wèi)星組合定位　6.3　組合定位誤差分析　6.4　GPS偽衛(wèi)星組合定位模糊度解算　6.5　偽衛(wèi)星多路徑誤差和對(duì)流層延遲誤差估計(jì)　6.6　GPS偽衛(wèi)星組合定位軟件設(shè)計(jì)　6.7　實(shí)例分析　參考文獻(xiàn)第七章　合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)用于地表變形監(jiān)測(cè)　7.1　概述　7.2　InSAR的發(fā)展概況　7.3　InSAR工作原理及數(shù)據(jù)處理流程　7.4　D-InSAR技術(shù)　7.5　InSAR/GPS集成技術(shù)用于地表變形觀測(cè)　7.6　InSAR在地表變形測(cè)量中應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.監(jiān)測(cè)網(wǎng)形成　　考慮平面及空間的展開(kāi)布置，各個(gè)測(cè)線按一定規(guī)律形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的形成可以一次完成，也可分階段按不同時(shí)期和不同要求形成。監(jiān)測(cè)網(wǎng)的形成不但在平面上，更重要的是應(yīng)體現(xiàn)在空間上的展開(kāi)布置，例如主滑面和可能滑動(dòng)面、地質(zhì)分層及界限面、不同風(fēng)化帶上都應(yīng)有測(cè)點(diǎn)，這樣可以使監(jiān)測(cè)工作在不同階段做到有的放矢。　　3.局部加強(qiáng)　　對(duì)于邊坡關(guān)鍵部位（如可能形成的滑動(dòng)帶），重點(diǎn)監(jiān)測(cè)部位和可疑點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作，在這些點(diǎn)上加密布點(diǎn)?！　】傊?，邊坡變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)設(shè)計(jì)的原則是形成點(diǎn)、線、面立體的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。　　4.3.3 抗雷擊　　由于邊坡監(jiān)測(cè)區(qū)域多為山區(qū)并且氣候復(fù)雜，因此，在雨季、汛期等重要監(jiān)測(cè)時(shí)期，一定要保證各種電子設(shè)備的正常工作。但正是這樣的時(shí)期，經(jīng)常是雷電多發(fā)期，故應(yīng)考慮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的抗雷擊措施。具體措施為在uPs（uninterruptible power supply）設(shè)備前安裝電源避雷器和電源隔離變壓器，將從交流電網(wǎng)感應(yīng)來(lái)的雷擊信號(hào)和干擾信號(hào)去除掉。對(duì)控制器模塊的電源線、通信線、傳感器引線的入口均應(yīng)采取有效的抗雷擊的措施，確保雷電對(duì)系統(tǒng)的破壞降到最低程度?！　?.3.4 基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)點(diǎn)保護(hù)　　由于基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的GPS天線需長(zhǎng)期安置在邊坡監(jiān)測(cè)外場(chǎng)，為了降低自然和人為因素對(duì)GPs天線的破壞，需要給GPs天線配置如圖4.7所示的防護(hù)罩。防護(hù)罩可以對(duì)GPS天線起到保護(hù)作用，但要確保使用的材料對(duì)GPs信號(hào)的影響盡可能小。因此，外殼需采用微波穿透率高的環(huán)氧材料復(fù)合而成，并涂有多層白色耐候性涂料及繪制顯眼標(biāo)志。此外，為了更好地保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的多天線控制器及相關(guān)設(shè)備，應(yīng)在測(cè)區(qū)內(nèi)建觀測(cè)房安置這些設(shè)備。觀測(cè)房應(yīng)做好防潮、防塵等措施。

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