对大型工程建筑物进行动态变形监测，不但可以及时发现建筑物的健康状况，并采取相应的维护措施，避免灾难性的事故发生，而且对建筑物安全运营能力的评估、建筑物结构设计参数的正确性检验、建筑物寿命的评估等都具有非常重要的意义。GPS不仅具有自动化程度高、能够全天候进行观测、无需通视等优点，而且与加速度仪等常规的仪器相比，它还能获得建筑物在荷载作用下的振动位移，因而使GPS越来越多的应用于工程结构健康监测。经过多年的发展，GPS监测技术已经取得了突破性的进展，为监测数据的获取打下了坚实的硬件基础。因此，如何从监测数据中获取更多更有效的建筑物健康状况信息就显得更加重要。鉴于建筑物的振动频率可以从一方面反映其健康状况，本文依托苏通大桥工程，针对超长悬臂钢箱梁安装阶段的监测需要，对GPS实时动态监测系统以及如何从监测数据中所获取振动频率的问题，主要从以下几个方面展开研究，并取得了如下成果： 1.依托苏通大桥工程，从桥梁监测系统的设计准则出发，根据现场情况需要，提出了GPS RTK应用于苏通大桥钢箱梁变形监测系统的方案。 2.对傅里叶变换的基本理论、基本形式以及实际应用中应注意的问题进行了详细的阐述，对传统的基于加窗DFT的谱估计方法的误差原因及减少误差的方法进行了分析。论述了现代功率谱估计的理论方法，通过Matlab仿真，比较分析了经典功率谱估计和现代谱估计的优缺点及适用性。 3.探讨了基于AR模型参数估计的现代谱估计方法，对采用最小二乘法、Levinson法和Burg法进行参数估计的有效性进行了计算比较，结果表明最小二乘法与Burg法要高于Levinson法。 4.研究了采用莱茵达法则和改进未确知滤波法对监测数据进行粗差探测的效果，分析结果表明采用两种方法相结合的综合粗差探测法更加有效。 5.通过DFT和AR模型谱估计对苏通大桥的实测监测数据进行处理和分析，计算出了悬臂梁的振动频率，并与结构动力特性分析结果进行了比较。认为现代谱估计理论有着许多DFT算法及其改进算法不可比拟的优势，将其引入桥梁监测中是有效可行的。