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　　【摘要】：公路邊坡是危害最為嚴(yán)重的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，為了減少公路邊坡災(zāi)害對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成的損失，必須對(duì)公路邊坡災(zāi)害進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。 變形監(jiān)測(cè)方法多種多樣，已從簡(jiǎn)單的人工法發(fā)展到了目前的高精度儀器測(cè)定法，如GPS、TDR和測(cè)量機(jī)器人等，這些方法也已廣泛應(yīng)用于公路崩塌、滑坡等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)。為了尋求適合于公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)和方法，本文從分析公路邊坡的變形機(jī)理入手，研究了公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的有關(guān)理論與方法，并重點(diǎn)研究了目前在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較為廣泛的GPS技術(shù)及其特點(diǎn)。在高精度邊坡變形監(jiān)測(cè)中，由于GPS設(shè)備的昂貴費(fèi)用，極大地限制了GPS技術(shù)的應(yīng)用；而且只用少量的GPS接收機(jī)，也無(wú)法在監(jiān)測(cè)過(guò)程中獲得變形體整體的、連續(xù)的變形信息。因此，為了降低GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)變形體的連續(xù)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，本文還系統(tǒng)地研究了適用于公路邊坡監(jiān)測(cè)的GPS一機(jī)多天線變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括其工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)據(jù)傳輸及有關(guān)的數(shù)據(jù)處理和變形預(yù)測(cè)理論等內(nèi)容。 圍繞這一主題，論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)可概括如下： (1)對(duì)公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害的變形機(jī)理、產(chǎn)生原因、破壞模式、防治措施，以及公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的方法、技術(shù)和儀器進(jìn)行了分析、對(duì)比和研究，重點(diǎn)研究目前用GPS技術(shù)進(jìn)行公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的兩種主要模式的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)出了公路邊坡變形監(jiān)測(cè)方法、技術(shù)和儀器的優(yōu)選原則。 (2)結(jié)合兩次用GPS一機(jī)多天線技術(shù)監(jiān)測(cè)公路邊坡變形的試驗(yàn)，研究了GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成、GPS一機(jī)多天線技術(shù)在公路邊坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的可行性和GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的支撐技術(shù)，設(shè)計(jì)出了一套適用于公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的GPS一機(jī)多天線自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 (3)對(duì)GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定位算法進(jìn)行了研究，特別對(duì)GPS單歷元定位算法及其在公路邊坡變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，建立了一套適用于公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的GPS單歷元算法，從而有效地避免了“整周模糊度的求解”和“周跳的探測(cè)與修復(fù)”等問(wèn)題，解決了GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。 (4)結(jié)合水門(mén)溝滑坡的GPS形變監(jiān)測(cè)資料，在研究卡爾曼濾波和動(dòng)態(tài)灰色 【關(guān)鍵詞】：公路邊坡變形監(jiān)測(cè) GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 單歷元算法 動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)測(cè) 卡爾曼濾波 動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型 位移動(dòng)力學(xué)分析法
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：U416.14;P228.4
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.163211
【目錄】：

• 摘要3-5 ABSTRACT5-7 目錄7-9 第一章 引言9-14 1.1 研究背景與意義9-10 1.2 滑(邊)坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀10-12 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容12-14 1.3.1 課題來(lái)源12 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)12-14 第二章 公路邊坡的變形監(jiān)測(cè)14-34 2.1 公路邊坡災(zāi)害的產(chǎn)生機(jī)理、原因及防治14-20 2.1.1 公路邊坡變形的基本概念14 2.1.2 公路邊坡變形的力學(xué)機(jī)理14-16 2.1.3 影響公路邊坡穩(wěn)定性的主要因素16-17 2.1.4 公路邊坡的變形和破壞模式17-18 2.1.5 公路邊坡變形的防治18-20 2.2 公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的方法、技術(shù)和儀器20-31 2.2.1 傳統(tǒng)的公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的方法、技術(shù)和儀器20-26 2.2.2 公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的新方法、新技術(shù)和新儀器26-29 2.2.3 自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)29-30 2.2.4 公路邊坡變形監(jiān)測(cè)方法、技術(shù)和儀器的優(yōu)選原則30-31 2.3 用GPS技術(shù)進(jìn)行公路邊坡變形監(jiān)測(cè)31-33 2.3.1 常規(guī)的GPS靜態(tài)相對(duì)定位定期監(jiān)測(cè)模式31 2.3.2 連續(xù)運(yùn)行站式的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)31-33 2.4 本章小結(jié)33-34 第三章 公路邊坡災(zāi)害GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-51 3.1 GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述34-36 3.2 GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成36-40 3.3 GPS一機(jī)多天線技術(shù)用于公路邊坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)的可行性研究40-42 3.3.1 GPS一機(jī)多天線技術(shù)在公路邊坡變形監(jiān)測(cè)中的試驗(yàn)40 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析40-42 3.3.3 初步結(jié)論42 3.4 GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的支撐技術(shù)42-44 3.4.1 多天線控制器微波開(kāi)關(guān)中各通道GPS信號(hào)的高隔離度問(wèn)題42 3.4.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題42-44 3.4.3 GPS定位算法問(wèn)題44 3.5 基于網(wǎng)絡(luò)的公路邊坡災(zāi)害GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-49 3.5.1 水門(mén)溝滑坡GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)44-48 3.5.2 水門(mén)溝滑坡GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的費(fèi)用48-49 3.6 本章小結(jié)49-51 第四章 GPS一機(jī)多天線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的單歷元算法研究51-59 4.1 GPS單歷元算法概述51-53 4.1.1 GPS單歷元算法的提出51 4.1.2 GPS單歷元算法的發(fā)展51-53 4.2 公路邊坡變形監(jiān)測(cè)GPS單歷元算法模型的建立53-55 4.2.1 公路邊坡變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)53 4.2.2 MAGMS軟件GPS單歷元算法的基本原理53-54 4.2.3 MAGMS軟件GPS單歷元算法的數(shù)學(xué)模型及誤差分析54-55 4.3 GPS單歷元算法在公路邊坡變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用55-58 4.3.1 試驗(yàn)概況55-56 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析56-58 4.4 本章小結(jié)58-59 第五章 公路邊坡變形的動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)測(cè)59-85 5.1 公路邊坡變形預(yù)測(cè)的卡爾曼濾波模型59-63 5.1.1 離散線性系統(tǒng)卡爾曼濾波模型的建立60-62 5.1.2 卡爾曼濾波模型的精度評(píng)定62-63 5.2 公路邊坡變形預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型63-66 5.2.1 灰色系統(tǒng)理論概述63 5.2.2 灰色GM(1，1)預(yù)測(cè)模型的建立63-65 5.2.3 動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型的建立65-66 5.3 基于濾波算法的動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型66-68 5.3.1 濾波算法簡(jiǎn)介66-68 5.3.2 基于濾波算法的動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型的建立68 5.4 水門(mén)溝滑(邊)坡的動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)測(cè)68-80 5.4.1 水門(mén)溝滑坡變形監(jiān)測(cè)概況69-71 5.4.2 卡爾曼濾波在水門(mén)溝滑坡變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用71-73 5.4.3 動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型在水門(mén)溝滑坡變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用73-75 5.4.4 基于濾波算法的動(dòng)態(tài)灰色預(yù)測(cè)模型在水門(mén)溝滑坡變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用75-79 5.4.5 水門(mén)溝滑坡動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)測(cè)結(jié)果分析79-80 5.5 基于位移動(dòng)力學(xué)分析法的邊坡變形預(yù)測(cè)80-84 5.5.1 滑坡位移過(guò)程中的非線性動(dòng)力學(xué)特征80 5.5.2 滑坡位移動(dòng)力學(xué)分析法的基本原理80-83 5.5.3 位移動(dòng)力學(xué)分析法在邊坡變形預(yù)測(cè)中的應(yīng)用83-84 5.6 本章小結(jié)84-85 第六章 總結(jié)與展望85-87 參考文獻(xiàn)87-93 致謝93-94 在讀研期間發(fā)表的論文和完成的科研成果94