第5章GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用主要內(nèi)容概述GPS定位基本原理GPS實時監(jiān)測技術(shù)GPS一機多天線監(jiān)測技術(shù)5.1概述全球定位系統(tǒng)(GPS)作為20世紀一項高新技術(shù)，具有速度快、全天候、自動化、測站間無需通視、可同時測定點的三位坐標及精度高等優(yōu)點，因而獲得了廣泛應(yīng)用。目前，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，對經(jīng)典大地測量學(xué)的各個方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在大地測量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動力學(xué)、海洋大地測量、地球物理探測、資源勘探、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測、運動目標的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分顯示了衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。GPS定位系統(tǒng)的組成GPS定位系統(tǒng)實現(xiàn)了全球覆蓋、全天候、高精度、實時連續(xù)定位。它由GPS衛(wèi)星組成的空間部分、若干個地面監(jiān)控站組成的地面監(jiān)控系統(tǒng)和以接收機為主體的用戶定位設(shè)備三部分組成。三者有各自獨立的功能和作用，但又是有機地配合而缺一不可的整體系統(tǒng)。圖5-1GPS定位系統(tǒng)的組成空間部分地面監(jiān)控部分用戶設(shè)備部分圖5-3GPS工作衛(wèi)星圖5-2GPS衛(wèi)星星座圖5-4GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)分布圖圖5-5GPS接收機5.界2備G情PS定位始基本覽原理略5.恰3泡GP弦S實時妄監(jiān)測北技術(shù)基本匆原理實時灑動態(tài)際（RT麻K）測博量系默統(tǒng)，鴉是GP里S測量訓(xùn)技術(shù)傘與數(shù)錦據(jù)傳密輸技蓄術(shù)相繡結(jié)合摔而構(gòu)榆成的反組合逮系統(tǒng)躬。它剃是GP炊S測量漆技術(shù)子發(fā)展對中的硬一個勞新的側(cè)突破桃。RT葡K測量坑技術(shù)東，是魔以載朽波相縣位為慨根據(jù)喬的實捉時差恐分GP捏S（RT烏D酬GP片S）測脂量技忍術(shù)。實時冶動態(tài)梳測量傍的基虜本思叫想是睜，在貨基準稻站上識安置是一臺GP提S接收項機，勸對所般有可賽見GP察S衛(wèi)星懼進行粒連續(xù)趙觀測增，并鵲將其忍觀測榮數(shù)據(jù)表通過微無線歲電傳疤輸設(shè)倒備，鉆接收女基準賽站傳撇輸?shù)慕涤^測奮數(shù)據(jù)籃，然疾后根株據(jù)相敵對定沖位的催原理魔，實寸時地慮計算影并顯刃示用正戶站掌的三純維坐川標及照其精畢度。實時灶監(jiān)測斯系統(tǒng)副的構(gòu)瞎成清華月大學(xué)叼已成千功將GP院S億RT舟K技術(shù)另應(yīng)用烤于虎允門大皺橋的作實時跟安全圣監(jiān)測芬。GP勁S耕RT爬K實時蒜監(jiān)測眨系統(tǒng)勵主要當(dāng)是由GP霉S基準越站、GP艘S監(jiān)測激站、晚光纖爪通信洽鏈路繞和數(shù)紛據(jù)處秤理與付監(jiān)測擦中心禁等部范分組漸成，駝而數(shù)揀據(jù)處趕理與壟監(jiān)測頂中心旱主要垮由工甲作站套、服凈務(wù)器鎖和局灶域網(wǎng)蠻組成塞。基準木站將汗接收浩到的申衛(wèi)星倡差分神信息遮經(jīng)過壟光纖硬實時索傳遞帝到監(jiān)咸測站伶，監(jiān)喜測站截接收需衛(wèi)星小信號窄及GP良S基準賽站信案息，痰進行外實時甚差分方后，抓可實道時測腔得站汪點的舍三維館空間簽坐標完。基準站監(jiān)測站監(jiān)測站數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測中心光纖通訊GPS衛(wèi)星圖5-7GPS實時監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)溪各個羞部分龍功能(1懷)恨GP間S基準居站。典輸出陳差分瀉信號瓣和原哥始數(shù)豆據(jù)，酸基準接站應(yīng)森設(shè)在位測區(qū)巾內(nèi)地岡勢較梁高，繪視野慢開闊狐，且匆坐標竹已知蘭的點籌上。(2扛)袖GP球S監(jiān)測襖站。志輸出RT炸K差分騎結(jié)果別和原詠始數(shù)炎據(jù)。(3藝)工控言機。艦采集GP蛋S流動賭站的幣原始屆數(shù)據(jù)撫和RT廉K差分端結(jié)果漠，向GP禁S流動頓站發(fā)怒送控玻制命脊令。懶通過飾切換芹開關(guān)糊控制限共享襲、分采配器軌的工鞋作。(4膀)服務(wù)伍器。問運行扶數(shù)據(jù)萄庫，匹處理綠工控蹄機發(fā)站送來好的數(shù)崖?lián)┰豕ぷ鞯空撅@漂示和謎分析芳。(5富)遠程貝控制享器。匙遠程歪啟動窄和復(fù)嚴位GP稀S監(jiān)測墓站。(6耐)共享仁、分帶配器裂。把蛾差分拆信號真由1路分造成多梅路，周每路股差分遼信號挺和對綠應(yīng)的熔控制丘命令吧通過爛切換舟開關(guān)闖共享徒一路宋。(7種)局域狼網(wǎng)。梯網(wǎng)絡(luò)林包括候調(diào)制怠解調(diào)持器、喉光纖戀、集漢線器蟻和網(wǎng)直線等苦，提增供數(shù)激據(jù)庫即存取奪和文視件操紡作的沖通道粗?；鶞收竟饫w共享、分配光纖流動站圖5-柄8響GP嘉S差分己信號慮流程工作站網(wǎng)絡(luò)工控機共享器GPS接收機圖5-萌9控制濟命令伐流程GPS接收機工控機接收、處理原始數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)服務(wù)器分析工作站圖5-糞10憂R傭TK數(shù)據(jù)必、原載始數(shù)蕩據(jù)流此程實時光監(jiān)測辯的特糟點(1巧)由于GP握S是接跡收衛(wèi)激星信斜號來暈進行牽定位柱，所劃以各財監(jiān)測符點只肚要能嚴接收5顆以辣上GP售S衛(wèi)星室及基樂準站棟傳來挨的GP粥S差分寒信號傅，即路可進艷行GP困S帥RT昏K差分領(lǐng)定位格。各撒監(jiān)測異站之液間無僑需通丸視，境是相搞互獨爆立的灑觀測盤值；(2再)溉GP盲S可以笨實現(xiàn)具全天旬候定諷位，策可以脹在暴跪風(fēng)雨齊中進騙行監(jiān)珠測；(3郊)艷GP蘆S測定屯位移蛇自動型化程成度高適。從嫩接收店信號懸，捕涼捉衛(wèi)照星，挪到完道成RT乞K差分鎖位移愁都可桌由儀出器自喉動完窄成。泡所測街三維增坐標館可直匹接存匯入監(jiān)莖控中退心服嘆務(wù)器茂，并池進行承安全猴性分買析；(4話)軟GP黃S定位吃速度攪快、菊精度午高。GP省S棒RT盞K最快班可達10～20賄Hz速率遮輸出峰定位輪結(jié)果鍵，定策位精垃度平罰面為±1賭0m伶m，高幼程為±2解0m種m。5.況4悶GP喇S一機隔多天句線監(jiān)片測技急術(shù)系統(tǒng)細設(shè)計稠原則(1軌)先進戒性。燥即選管用的敞儀器稿設(shè)備里性能飽應(yīng)是苦當(dāng)今僚世界極上最稿先進們的。慘系統(tǒng)竊結(jié)構(gòu)視先進技，反佳應(yīng)速贏度快巨，監(jiān)采測精凈度必辱須達乳到相名應(yīng)的脫國家恒規(guī)范圓要求胃。(2境)可靠姑性。員即系簽統(tǒng)采捐集的GP循S原始鵝數(shù)據(jù)邁必須蟲完善莫、正喚確；跌數(shù)據(jù)獲傳輸餅網(wǎng)絡(luò)蜂結(jié)構(gòu)疫可靠淡，傳清輸誤撓碼率購低；殘數(shù)據(jù)咸處理譽、分尋析結(jié)唐果必拉須準勺確；寸整個榨系統(tǒng)封故障價率低鋪。(3鋸)自動域化。齊即從易數(shù)據(jù)緊采集把、傳厚輸?shù)骄敕治龈?、顯傍示、疑打印鞠、報嗎警等普實現(xiàn)袖全自刺動化夢。(4宗)易維冠護。足即系演統(tǒng)中假各監(jiān)哥測單稼元互洗相獨鏈立，遼并行靠工作患。系勾統(tǒng)采迷取開喂放式鉤模塊助結(jié)構(gòu)限，便簡于增毫加、呀更新棟、擴仰充、旬維護流。(5汪)經(jīng)濟汽性。印即在屢保證行先進前、可括靠、罷自動剖化程依度高辛的前訪提下文，采令取各氧種有昌效方夢法，膝力求諸功效餅高、畢成本摘低。多天線控制器天線組GPS接收機數(shù)據(jù)處理中心GP誦S一機蠟多天餓線接嘗收單財元GP多S一機貧多天雀線監(jiān)抹測系普統(tǒng)的守組成在不類改變擋已有GP匹S接收賴機結(jié)爪構(gòu)的追基礎(chǔ)稼上，著通過熊一個問附加己的GP榴S信號鳳分時勸器連塑接開肚關(guān)將督多個荒天線漿陣列毀與同胸一臺傅接收文機連真接；通過汽這樣躺一個GP液S多天址線轉(zhuǎn)點換開飽關(guān)可膠以實假現(xiàn)一憲臺接面收機暖與多務(wù)個天靜線相揉連，赴通過GP麥S數(shù)據(jù)莫處理銜后同弦樣可淹以獲信得變雜形體味的形唇變規(guī)震律；該系騰統(tǒng)包蔬括控剝制中麻心、邀數(shù)據(jù)設(shè)通信射、多希天線器控制門器和杠野外本供電砌系統(tǒng)載等4部分貨組成伙。多用轉(zhuǎn)換開關(guān)基準站接收機監(jiān)測站接收機數(shù)據(jù)處理中心數(shù)據(jù)庫報告變形分析模型圖5-11GPS一機多天線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成控制霸中心控制技中心英可以飯對GP勻S多天僵線控極制器有微波按開關(guān)味各信率號通千道進呈行參養(yǎng)數(shù)設(shè)罪定，堆包括雪各通肚道的盾開關(guān)顆的選進擇，很各通翅道的桑時間坡參數(shù)顯設(shè)定槍等，租還可滿以設(shè)膨定系炮統(tǒng)的職工作崇方式鑼，例戰(zhàn)如對論采集截數(shù)據(jù)忘的傳繭送方疊式（川實時觸或事綢后）贊進行染控制胡，并橫將由忘現(xiàn)場蒼傳來錦的GP伐S原始抄數(shù)據(jù)址，通更過相隸關(guān)的字數(shù)據(jù)聲處理匯，實表現(xiàn)精捉確定束位。數(shù)據(jù)童通訊(1）利歇用電購話線現(xiàn)進行挪數(shù)據(jù)捕通信趴，由否于有傻現(xiàn)成盲的電臨話線溪，只接需購惡置相鏡關(guān)的脖調(diào)制珠解調(diào)脅器即脹可。添該通腫訊方驢式成鍵本較屆低，追傳輸畫距離蜻不受概限制包，實源時性縫可以譽保證哭，工版作時遠，由趕于占外用電奇話網(wǎng)谷費用呢較高果，有乘些場已合可畢以考糧慮使款用內(nèi)教部小疤總機疊分機冒方式隆進行答通信境。(2）利廟用無捐線方宰式進崖行數(shù)層據(jù)通痛信，胃如利黃用現(xiàn)箱有的GS以M信道冒。(3）組盞網(wǎng)方竹式。聲構(gòu)成銷局域創(chuàng)網(wǎng)，避從而好可以猜利用曠網(wǎng)上爆的相省關(guān)資喚源進蘭行數(shù)予據(jù)通儉信，商這種辰方式估進行游數(shù)據(jù)架通信雨時，白方便慌、可貫靠、鴉通用艙性強沸，不落需購襯置專禍用設(shè)被備，類但組過網(wǎng)成模本較展高，冰如果將不是兼具備洋現(xiàn)成矩的網(wǎng)愈絡(luò)條材件，辣不太伯適宜完采用媽，數(shù)壘據(jù)傳惑送時色，實脆時性敵可能畏難以粘保證依。GP叛S多天厚線控修制器多天窯線控采制器執(zhí)包括持計算備機系斤統(tǒng)、攔天線鄙開關(guān)地陣列電和控李制電蝕路，熟其主涌要由京硬件汁和軟輝件兩池部分下組成密，它紀是無魚線電疊通信粘中的扎微波僵開關(guān)哀技術(shù)風(fēng)、計積算機仗實時屢控制洗技術(shù)椅和大悉地測允量數(shù)當(dāng)據(jù)處塊理理爽論及趁算法球的有初機結(jié)者合，或僅用1臺GP塊S接收雖機互成不干青擾地糕接收著多個GP滾S天線臘傳輸液來的紛信號雨，通拖過軟況件處幣理實雀現(xiàn)精棄確定啞位。GP職S一機剝多天到線控憂制器野外叉供電圍系統(tǒng)由于GP緒S多天只線監(jiān)敏測系餅統(tǒng)工卡作在幅野外傲，需荒要長胃時間套工作評并且勢不能憲間斷海，實捏際系予統(tǒng)中信，為索防備爸電源鑄斷電仆而引并起數(shù)設(shè)據(jù)丟鏟失，晚在電愚路控田制板液上設(shè)譽計有鴉電源擱供電池檢測可系統(tǒng)靜，當(dāng)薯檢測槳到電鄙源電適壓不家足時硬，給CP碑U發(fā)出雷警告推，CP步U會立蒜即進肝行相缺關(guān)的臭數(shù)據(jù)經(jīng)保存財處理套。隔河粉巖大朗壩外室觀變煤形GP執(zhí)S自動貸化監(jiān)獲測系召統(tǒng)工程吼概況隔河盛巖水求電站智總裝別機容糊量為12憤0萬kw，年煮發(fā)電30煎.4億kw適.h，水妙庫正結(jié)常蓄至水位妨為20耐0m，總斑庫容槐量為34億m3，是全清江嗓三個黑梯級鋼水電雪站之詠一。隔河旗巖水輛電站思是華掘中電急網(wǎng)重待要的碼調(diào)峰崖調(diào)頻腔電站惱，它撈的建禿成對逆于緩緊解華獅中地俱區(qū)的神電力欣緊張米狀況友，保遷證華增中電諸網(wǎng)的愉安全板穩(wěn)定河運行受；對江于消降除清蘭江中顏下游詞的洪青澇災(zāi)辣害，桿避免交清江撥洪峰踐與長守江洪搞峰相鍋遇以冒減輕汪長江右荊江左段及池下游歐的防散洪壓河力；姜對于鼓打通徹清江符航道谷，為術(shù)鄂西螺山區(qū)手提供疼便捷尚的交訓(xùn)通動托脈，休促進汽商品船流通埋和資狂源開慢發(fā)；原對于稈發(fā)展直清江良流域液的旅字游事?lián)軜I(yè)等坊都具描有十朗分重烈要的超意義豈。大壩旋情況隔河棕巖水引電站布大壩佳為三啟圓心基變截叉面重厚力拱幕壩，姨最大冶壩高15漁1m，壩寒頂弧懼線全意長為65沾3m，壩冤頂高脈程為20卵6m。高程15商0m以下薄為拱疾壩，考高程15栽0m以上識為重夕力壩菌。壩址異為凹克形河寨谷，剖地形工條件愉比較越復(fù)雜載。監(jiān)測藏系統(tǒng)載的總建體結(jié)飼構(gòu)大壩丹變形GP芹S自動吹化監(jiān)攻測系欄統(tǒng)是子由數(shù)免據(jù)采斬集、慶數(shù)據(jù)處傳輸心及數(shù)聚據(jù)處苦理、胸分析而和管票理三艇個部幅分組好成的搞。整個詢系統(tǒng)拼的數(shù)祖據(jù)采沫集、峽傳輸扶、處匯理、尿分析晃、管吸理采多用局嫂域網(wǎng)幸絡(luò)來目完成序。大壩定外部撿變形娛監(jiān)測燃系統(tǒng)刷的數(shù)街據(jù)采刷集工府作是斗在GP孫Sl～GP賓S7這7個GP雖S站上縫進行點的。山其中GP犁Sl和GP喪S2為位億于兩槳岸的巡壽基淮疫點，GP道S3～GP游S7為位嘗于大居壩上增的變仔形監(jiān)狹測點缺。數(shù)據(jù)蛋傳輸及時愚準確照地傳供輸觀信測資錦料及叢有關(guān)吸信息渾是建扎立GP圈S自動珠化監(jiān)閱測系痕統(tǒng)中德的一衣個重狼要環(huán)好節(jié)。壩面豬工控救機通表過RS畫--酬--嗎23戶2多串清口遠耍距離雕通訊幫方式柴將各駝監(jiān)測曠點的匯接收榮機面還板信與息實妥時傳槐送到衫總控室室，碧同時滑又通雪過多窄路開梳關(guān)方部式，蓮按總采控室皺所設(shè)農(nóng)置的瓜時間丸間隔筍定時懲將上虜述各題臺接紋收機盛所采面集到眨的數(shù)導(dǎo)據(jù)(觀測屬值、檢衛(wèi)星妹星歷馳等)傳回殼服務(wù)敬器。數(shù)據(jù)寒分析數(shù)據(jù)束處理湊、分墾析、預(yù)管理看部分田在隔干河巖障大壩淚外觀化變形GP縫S自動槳化監(jiān)星測系軍統(tǒng)中曠具有雞重要軌作用炕，是閱整個逆系統(tǒng)耗能自顆動運篩行的害關(guān)鍵要。主要趴由總近控、告數(shù)據(jù)但處理巨、數(shù)媽據(jù)分島析和幕數(shù)據(jù)淘庫管夫