基于多模GNSS的滑坡实时动态监测算法研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:Miss_Han
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国是世界上滑坡灾害最为严重的国家之一,科学有效的灾害预警技术是保障人民生命财产的重要举措。通过监测滑坡体的地表位移变化可以反映出滑坡的稳定状态,是目前滑坡监测的常用方法之一。GNSS-RTK技术可以直接获取地表滑坡监测点三维坐标,具有精度高、自动化、全天候等优点,现已成为滑坡监测的主要技术手段。在滑坡监测中,多系统组合定位带来的解算压力、滑坡体周围的环境干扰、观测噪声等对定位精度的影响都制约着滑坡监测结果的可用性和可靠性,因此在实际工程应用中对滑坡监测的算法提出了更高的要求。本文在BDS和GPS组合相对定位的理论基础上,重点进行了多系统选星、噪声削弱、多路径建模等关键算法研究,本文的主要研究成果和创新点如下:(1)本文针对传统选星方法在实际应用中的不足,提出了一种顾及高度角阈值的改进六星选星法。在BDS/GPS联合实时动态定位解算中,以均方根误差和运算时间作为衡量精度和效率标准,通过数值实验确定了改进六星选星法的高度角建议阈值,并对比了改进六星法和其他选星法在不同长度基线下定位结果。算例结果显示:与传统不选星策略相比,改进六星选星法平面定位精度相当,高程方向定位精度平均提升40%,解算时间平均提升70%。改进六星选星法能有效减弱低高度角卫星对BDS/GPS组合定位影响,在保证不损失定位精度条件下,显著提升了解算效率,兼顾了实时定位的精度和时效性。另外,本文提出的改进六星选星法同样适用于其他模式GNSS实时组合定位。(2)针对在滑坡监测中存在的、难以通过建模或差分的方法消除的复杂噪声,提出了一种采用EEMD方法综合两种数据域的去噪方法。通过实测的滑坡观测数据,验证了EEMD方法相较于EMD在减少模态混叠现象发生方面的优势,提高了去噪效率和可靠性。结果表明:相较于EMD方法,EEMD方法可有效地减少模态混叠现象的发生,提高数据处理的自动化程度,更适用于复杂的监测环境;采用EEMD方法同时在双差观测值域和坐标域进行去噪,均方根误差得到微弱提高,标准差相较于未去噪的结果在E、N、U三个方向分别提高12.3%、46.9%、10.1%,相较于单一数据域去噪分别提高了8.8%、9.5%、8.7%。因此采用EEMD方法综合不同数据域的去噪方式可以有效削弱随机噪声和瞬时强噪声的影响,更能准确刻画滑坡体位移变化情况,为后续建立多路径误差模型提供可靠的坐标变化信息。(3)经过短基线差分后,大部分误差得到消除或削弱,但多路径误差仍然存在,它是限制短基线精度的主要因素。通常滑坡监测环境具有稳定性,因此多路径误差具有一定的周期性规律。本文在采用EEMD方法对原始数据进行去噪的基础上,采用恒星日滤波的方法提取前一时间段的多路径误差建立误差模型,并根据周期特性将其补偿到相对应的后一时间段结果中。实验结果表明,在扣除多路径误差后E、N、U三个方向的RMS分别为0.22cm、0.18cm、0.68cm,提升幅度分别为89%、92%、87%,精度提高十分明显。(4)为了研究地震对滑坡的影响,本文采用GNSS-RTK技术对比分析了九寨沟地震前后黄土滑坡和土石滑坡上监测点位移变化时间序列,根据地震前后监测点相对位置的变化分析了地震对滑坡的作用情况。结果显示:在无地震触发的自然状态下,泾阳南塬黄土滑坡日坐标变化为1~2mm,紫阳土石滑坡日坐标变化为1.5cm左右;受地震影响泾阳滑坡在年积日221天异常抬升达到5mm,振幅是正常变化量的2.5倍,然后以2mm/d速度持续下沉5天;紫阳滑坡在该天异常抬升达到2.5cm,振幅是正常变化量的1.5倍,然后以2cm/d速度持续震荡5天。震后滑坡震荡强度明显增大,坡体异常波动,与地震引起的坡体累进破坏效应理论相吻合。基于GNSS-RTK技术可以实时有效地监测由于震动引起的滑坡加速甚至溃屈变化,为震后的滑坡预警、滑坡应急处置提供决策依据。
其他文献
2013年《证券投资基金法》修订颁布,允许非银金融机构开展基金托管业务。2013年3月15日证监会发布《非银行金融机构开展证券投资基金托管业务暂行规定》,打破了商业银行垄断
随着时代的不断进步,国际间企业联系紧密度加强,企业间的并购重组成为了获取对方资源,提高自身竞争力的重要途径。我国虽属于发展中国家,国际化起步较晚,但海外并购数量与规模正在逐渐扩大;“实施创新驱动发展战略”政策的大环境下,创新能力的提高对于国民经济的发展、民族的进步具有重要意义;以技术创新更迭日新月异为代表的互联网行业,对于国民经济有着重大拉动与支撑作用,其创新能力的发展尤为关键。据此,对于我国互联
<正>随着互联网的普及,社交媒体在西方国家的政治生活中发挥着越来越重要的作用。许多政治人物为了更好地开展政治活动,专门注册了社交媒体账号。对于受众而言,他们可以在第
脂质运载蛋白家族是一大类细胞外小蛋白,分布在质膜的周围并广泛存在于细菌、原生生物、节肢动物、脊索动物和植物中。拟南芥中的脂质蛋白只有一种称为温度诱导的脂质运载蛋
人体在生理病理上均有随着时间推移而呈周期性、渐进性变化的规律,中医学在疾病的认识、诊断、治疗和养生保健等方面有着相当完善的理念体系和临床实践经验,该文对中医时间医
中医时间医学强调在疾病的治疗过程中"因时施治"的重要性,根据古代哲学的阴阳五行学说和"天人相应"理论,择时治疗支气管哮喘,使治疗方案与人体生理活动的生物节律相同步,从而
编者按:为全面提升我市城乡规划工作的透明度和公众参与度,经过精心策划,细致筹备,《规划零距离》栏目今日起与广大读者见面了,这是市规划局践行党的群众路线教育实践活动,面向公众
报纸
背景:弥漫性间质肺疾病(DILD)是一组临床特征相似,免疫病理过程各异的众多肺疾病组成的疾病谱,病因不明者占65%,其发病机制至今尚未完全清楚。病毒、细菌、真菌、吸入有害气
自2009年最高人民法院第一次提出能动司法理念之后,在理论和实务部门展开了热烈讨论。能动司法的提出是回应新时期社会矛盾、纠纷对司法新的需求,并非是权宜之计,司法部门提
随着我国经济的不断发展,生态环境保护工程和绿色景观工程已经成为工程项目必须面对的重要实施部分,工程实施中的生态环境保护环节已经日益得到重视。近年来,随着“一带一路”国家战略的不断推进,公路的大规模新建必然会产生大量的开挖和回填,特别是在生态系统脆弱的西南部山区,地势起伏大,护坡的大量实施容易破坏了原有植被的生态系统,公路新建受到生态环境保护方面的压力越来越大。因此,如何修建安全、满足交通功能要求和