导　　师： 胡友健

学科专业： H1601

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 中国地质大学武汉

摘　　要： 我国城市化进程中，高层及超高层建筑物越来越多。为了保证建筑物的正常使用寿命及其安全性，有必要对建筑物及地基进行长期和系统监测。GPS技术作为一种全新的现代空间定位技术，已经在许多的测量领域取代传统的光学和电子测量方法。随着GPS硬件和软件的进一步完善，特别是高采样率的GPS接收机的出现，GPS在大型建筑物动态特性和变形监测方面已体现出其独特的优越性。 变形监测的最终目的是预测，即利用长期积累的观测资料掌握变性的变化规律，对建筑物的未来性态做出及时有效的分析和预报。对变形观测数据的处理一直是各国专家学者研究的重点。小波分析是一种高性能的信号分析方法，是近年来高速发展起来的一门新兴学科。小波分析可以将信号分解到不同尺度上，从而得到信号在各个尺度上的分量值，并能进行不失真重构。复杂的形变测量信号包含各种频率成分，但有效信息主要集中在低频段，干扰分布在高频段，因此，采用小波技术对相位观测值进行小波滤波，能有效地消除或削弱观测噪声的影响，从而提高GPS数据处理的精度。本文主要应用小波对单差相位观测值进行处理，建立基于小波变换的变形分析模型。 作者在学习和掌握GPS定位理论、C++程序语言和BGPS数据处理软件的基础上，结合湖北工业大学文科教学楼变形监测项目，对GPS变形监测方案设计以及其数据处理方法进行了研究。在变形监测数据处理中，把BGPS软件和小波变换的方法有效地结合起来，初步实现了对BGPS软件生成的单差数据进行消噪的功能，还对单频接收机和双频接收机的数据处理结果进行了比较。 本文共分为六章： 第一章为绪论部分。综合叙述了有关变形监测的方法和GPS数据处理方法，总结了各种变形监测方法的特点，简要介绍了GPS变形监测技术在大型建筑物变形监测中的应用发展和使用现状；对主要的GPS变形监测数据处理技术进行了介绍，对各种处理技术的优劣进行了比较，论述了小波分析理论研究和应用方面的进展和在测绘领域的研究现状，指出了存在的一些问题，提出了本文的研究内容。 第二章为高层建筑物GPS变形监测方案研究。首先介绍了高层建筑物变形监测的内容和方法，详细分析了影响GPS变形监测的各种误差以及减少误差的各种方法，最后提出了高层建筑物变形监测的合理方案。 第三章为小波变换的理论基础。阐述了从傅立叶变换到小波分析的发展，通过比较各种信号处理方法，分析了小波分析出现的必然性。讨论了正交小波和小波级数，阐述了多分辨分析及快速小波变换算法(MAUAT算法)，介绍了几种常用的小波函数。分析了含噪信号的小波特性和小波阈值消噪方法中阈值的选取规则，阐述了小波变换在GPS观测信号消噪处理中的应用。 第四章为基于BEMESE软件和小波变换的GPS数据处理方法研究。首先介绍了BGPS42软件的主要功能、主要应用、特点和处理的数据类型；阐述了软件的程序结构和流程，对其中的主要程序及其功能进行了介绍；分析了BGPS42软件运行所需要的外部数据文件和软件运行过程中所产生的数据文件，对BGPS软件与G．AMIT软件和GIPSY进行了比较。然后提出了基于BGPS42软件和小波变换的GPS变形监测数据处理方法。阐述了程序设计的基本思想，介绍了程序的流程和数据处理的详细步骤，着重对单差数据文件的读取和小波消噪的方法进行介绍。 第五章为高层建筑物变形监测实例。结合湖北工业大学文科教学楼的变形监测情况，对GPS观测数据进行了处理。分别比较了单频接收机和双频接收机的数据处理精度和双频接收机数据消噪前后的数据处理精度，提出了较为合理的阈值消噪方法。 第六章为结论。总结了论文的主要工作和创新点，对今后的研究提出了建议和展望。

关 键 词： 技术 小波变换 变形监测 高层建筑 数据处理 变形分析模型 阈值消噪

分 类 号： [TU973.25 P228.4]

领　　域： [建筑科学] [天文地球] [天文地球]