GPS变形监测网稳定性分析及自适应卡尔曼滤波除噪

论文题目: GPS变形监测网稳定性分析及自适应卡尔曼滤波除噪

论文类型: 硕士论文

论文专业: 土地资源管理

作者: 高雅萍

导师: 张勤

关键词: 变形监测,基准检验,卡尔曼滤波,自适应,方差补偿

文献来源: 长安大学

发表年度: 2005

论文摘要: 变形监测是监测变形体安全性的重要手段,其基本任务就是通过对变形体测量,获取其动态位移信息并进行分析、判断,对变形体安危状况做出预警。目前,随着GPS系统的不断完善和人们对其研究的不断深入,由GPS定位获取变形监测数据已成为一种趋势。GPS变形监测的实现可以减轻外业工作量,大大提高工作效率,从而带来直接的经济效益。但实现这一目标的前提条件是确保基准点的稳定及选取合适的数据处理方法。只有在得到与实际相符的变形量基础之上,才能准确判断变形体的运行状态,合理解释变形原因。因此,对GPS变形监测基准的稳定性及变形监测数据除噪的研究具有重要的理论意义和现实意义。本文主要研究GPS变形监测的基准稳定性分析及利用自适应卡尔曼滤波进行变形监测数据除噪。首先通过分析GPS变形监测数据处理常用方法,指出现有研究方法中存在的问题;然后结合峨嵋具体工程,对峨嵋水泥厂采矿场GPS滑坡变形监测基准网的基准稳定性进行分析。文中重点研究了方差补偿自适应卡尔曼滤波法在变形监测数据处理中的作用。根据变形监测数据处理中基准要求,本文研究了变形监测基准稳定性分析的基本方法,讨论了基准点构网和不构网两种情况下基准检验的方法。系统阐述了卡尔曼滤波理论的基本原理,利用统计检验对文中采用的利用监测点位移速度变化图确定卡尔曼滤波模型的这一方法进行了验证,并利用实测数据证明了此方法在实际应用中的可行性。针对一般卡尔曼滤波方法在GPS变形监测应用中存在的不足,对方差补偿自适应卡尔曼滤波的基本思路进行了重点论述,推导出了相关公式。最后,本文结合三峡一滑坡GPS监测工程的实测数据,利用经典最小二乘、一般卡尔曼滤波及方差补偿自适应卡尔曼滤波三种方法进行数据处理,说明方差补偿自适应卡尔曼滤波的除噪作用,证明该方法除噪效果明显。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1．1 变形监测的意义

1．2 GPS测量技术在变形监测中的应用

1．3 国内外研究情况和水平

1．4 存在的问题

1．5 本文研究的内容和问题

第二章 GPS变形监测的理论基础

2．1 GPS测量的基本定位方法

2．2 GPS定位的误差来源及影响

2．3 GPS网数据测后处理

2．4 GPS变形监测网的数据处理

第三章 GPS变形监测网的基准稳定性分析

3．1 基准网基准稳定性的F检验

3．2 不独立构网的基准点稳定性分析

第四章卡尔曼滤波基本原理

4．1 连续线性系统的数学模型

4．2 离散线性系统的卡尔曼滤波

4．3 动态测量系统的卡尔曼滤波

4．4 卡尔曼滤波在GPS变形监测网中的应用

第五章 GPS滑坡变形监测网的基准稳定性分析及除噪

5．1 GPS变形监测网基准稳定性分析

5．2 自适应卡尔曼滤波在GPS变形监测数据除噪中的应用研究

5．3 本次实验所得结论

第六章结论及展望

参考文献

致谢

发布时间: 2006-03-13

参考文献

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GPS变形监测网稳定性分析及自适应卡尔曼滤波除噪

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