§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5
全球卫星定位系统 合成孔径雷达干涉测量 近景摄影测量 激光扫描技术 工程实例
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2020年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
GPS——全称是卫星授时测距导航系统/全球定 位系统（NAVSTAR/GPS）
Navigation System Timing And Ranging / Global Positioning System
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 2．可同时提供监测点的三维位移信息 3．全天候监测 GPS测量不受气候条件的限制，无论起雾
刮风、下雨下雪均可进行正常的监测。配备 防雷电设施后，GPS变形监测系统便可实现 长期的全天候观测，它对防汛抗洪、滑坡、 泥石流等地质灾害监测等应用领域极为重要。
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 7．具有严格定义的参考系统
GPS定位测量采用世界大地坐标系WGS84，很 容易与其它全球地心坐标系进行转换，纳入严格定 义的全球参考系统。
• 世界大地坐标系WGS 84 （ World Geodetic System - 1984）
• 在变形体上布置变形观测点，在变形区影 响范围之外的稳定地点设置固定观测站，用 高精度测量仪器定期监测变形区域内监测网 点的三维（X、Y、Z）或（X、Y、H）位移 变化，是获取待测物体变形的一种行之有效 的外部检测方法。
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现代变形监测技术
第3章 变形观测新技术及工程实例
• 协议地球参照系CTRS 2000 （Conventional Terrestrial Reference System 2000） • 国际地球参考框架ITRF 2000
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
• 全球定位系统GPS的应用是测量技术的一 项革命性的变革。 • 与传统变形监测方法相比较，应用GPS不 仅具有精度高、速度快、操作简便等优点， 而且利用GPS和计算机技术、数据通讯技术 及数据处理与分析技术进行集成，可实现从 数据采集、传输、管理到变形分析及预报的 自动化，达到远程在线网络实时监控的目的。
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 4．监测精度高
• 在变形监测中，如果GPS接受机天线保持固定不 动，则天线的对中误差、整平误差、定向误差、天 线高测定误差等不会影响变形监测的结果。 • 同样，GPS数据处理时起始坐标的误差，解算软 件本身的不完善以及卫星信号的传播误差中公共部 分的影响也可以得到消除或削弱。 • 实践证明，利用GPS进行变形监测可获得 ±0.5~2
关于GPS和GNSS？ GNSS——Global Navigation Satellite System
(全球卫星导航系统）
美国：GPS；俄罗斯：GLONASS；欧洲：GALILEO 中国：北斗导航系统 BeiDou Navigation Satellite System
简称BDS（原名COMPASS）
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 2．可同时提供监测点的三维位移信息 采用传统方法进行变形监测时，平面位
移和垂直位移是采用不同方法分别进行监测 的，不仅监测的周期长、工作量大，而且监 测的时间和点位很难保持一致，为变形分析 增加了难度。采用GPS可同时精确测定监测 点的三维位移信息。
• 但是，在垂直位移监测中我们关心的只是高程的 变化，对于工程的局部范围而言，完全可以用大地 高的变化来进行垂直位移监测。
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20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0年12月21日星期一
第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 6．操作简便，易于实现监控自动化
• GPS接收机的自动化越来越高，趋于“傻瓜”， 而且体积越来越小，重量越来越轻，便于安装和操 作。 • 同时，GPS接收机为用户预留有必要的接口，用 户可以较为方便地利用各监测点建成无人值守的自 动监测系统，实现从数据采集、传输、处理、分析、 报警到入库的全自动化。
H正 H正常高
ζ
似
N
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§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N
mm的精度。
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一、GPS变形观测的特点
5．GPS大地高可用于垂直位移测量
• 由于GPS定位获得的是大地高，而用户需要的是正 常高或正高，它们之间有以下关系：
H大地高 =h正常高+ ξ； H大地高= h正高+N 式中，高程异常ξ和大地水准面差距N的确定精度较 低，从而导致转换后的正常高或正高的精度不高。
精品
现代变形监测技术 3
现代变形监测技术
本课程主要内容
第一章 变形监测概述 第二章 垂直位移与水平位移观测 第三章 变形监测新技术与工程实例 第四章 变形监测数据处理基础
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现代变形监测技术
第3章 变形观测新技术及工程实例 • 随着现代科学技术的发展，变形监测的技 术和方法正在由传统的单一监测模式向点、 线、面立体交叉的空间模式发展。
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第3章 变形观测新技术及工程实例
§3.1 全球卫星定位系统
一、GPS变形观测的特点 1．测站间无须通视 对于传统的地表变形监测方法，点之间只
有通视才能进行观测，而GPS测量的一个显 著特点就是点之间无须保持通视，仅需要测 站上空开阔即可，从而可使变形监测点位的 布设方便而灵活，并可省去不必要的中间传 递过渡点，提高工作效率，节省许多费用。