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第一章 绪论1

1.1 变形监测内容和目的意义1

1.2 变形监测的特点2

1.2.1 精度要求高2

1.2.2 重复观测2

1.2.3 综合应用各种监测方法2

1.2.4 数据处理要求严密3

1.2.5 多学科的配合3

1.3 变形监测方法3

1.3.1 常规的大地测量方法3

1.3.2 特殊的大地测量方法4

1.3.3 GPS测量6

1.3.4 摄影测量方法8

1.4 变形监测新技术8

1.4.1 合成孔径雷达干涉测量技术8

1.4.2 GPS一机多天线技术9

1.4.3 激光扫描技术10

1.4.4 伪卫星定位技术10

1.4.5 其他光电技术12

参考文献13

第二章 卡尔曼滤波方法及其在变形监测中的应用14

2.1 概述14

2.2 卡尔曼滤波方法14

2.3 基于卡尔曼滤波的边坡变形预报17

2.3.1 状态方程的建立17

2.3.2 观测方程的建立17

2.3.3 卡尔曼滤波初值确定18

2.4 实例分析18

2.4.1 边坡形变量估计与预报18

2.4.2 边坡滑动趋势分析21

参考文献24

第三章 GPS一机多天线方法及应用25

3.1 问题的提出25

3.2 GPS一机多天线方法设计思路26

3.3 GPS多天线控制器开发27

3.4 基于GPS多天线技术的变形监测系统设计31

3.4.1 数据处理中心功能设计31

3.4.2 数据传输方式31

3.4.3 GPS多天线控制系统32

3.4.4 供电系统设计34

3.5 变形监测结果与分析34

参考文献38

第四章 基于GPS一机多天线自动化边坡变形监测系统39

4.1 边坡变形监测现状39

4.2 边坡自动化变形监测系统总体结构40

4.2.1 数据采集41

4.2.2 数据传输43

4.2.3 监控中心45

4.2.4 数据管理及变形分析46

4.2.5 预报预警46

4.3 边坡变形监测控制网47

4.3.1 基准点选择47

4.3.2 边坡工程监测网布置47

4.3.3 抗雷击48

4.3.4 基准站和监测点保护48

4.4 GPS数据处理与变形量解算48

4.4.1 GPS单历元定位算法49

4.4.2 边坡变形建模50

4.5 边坡变形预测预报52

4.5.1 多项式拟合方法52

4.5.2 边坡预报模型的建立53

4.5.3 估计系数显著性检验53

4.6 小湾电站高边坡远程自动化变形监测系统54

4.6.1 工程概况54

4.6.2 小湾电站2号山梁堆积体55

4.6.3 2号山梁高边坡变形监测系统设计与实现56

4.6.4 监测成果与分析60

4.6.5 2号山梁变形监测数据管理信息系统66

参考文献69

第五章 伪卫星定位技术及其提高定位精度分析71

5.1 问题的提出71

5.2 伪卫星导航电文72

5.3 伪卫星地面设备73

5.3.1 简单式伪卫星发射器73

5.3.2 脉冲式伪卫星发射器74

5.3.3 同步式伪卫星发射器75

5.4 伪卫星定位模式75

5.4.1 单独伪卫星定位模式76

5.4.2 伪卫星和GPS组合定位模式77

5.4.3 伪卫星逆向定位模式78

5.5 伪卫星定位关键技术79

5.5.1 远近效应问题79

5.5.2 对流层延迟估计80

5.5.3 多路径效应误差估计82

5.5.4 时间同步问题83

5.6 采用伪卫星技术提高定位精度分析84

5.6.1 精度因子的概念84

5.6.2 精度因子的极值讨论87

5.7 东江大坝应用实例分析93

5.7.1 工程概况及卫星定位的问题93

5.7.2 伪卫星对精度因子的影响95

参考文献98

第六章 GPS和伪卫星组合定位方法用于变形监测100

6.1 伪卫星增强GPS精密定位概念100

6.2 GPS和伪卫星组合定位100

6.2.1 伪卫星定位观测方程100

6.2.2 GPS和伪卫星组合定位观测方程101

6.3 组合定位误差分析104

6.3.1 非线性化误差分析104

6.3.2 GPS卫星位置偏差分析106

6.3.3 伪卫星位置偏差对组合定位精度的影响107

6.3.4 基于组合观测量的伪卫星时钟误差估计110

6.4 GPS伪卫星组合定位模糊度解算112

6.5 伪卫星多路径误差和对流层延迟误差估计119

6.5.1 伪卫星多路径误差估计119

6.5.2 伪卫星对流层延迟误差估计120

6.6 GPS伪卫星组合定位软件设计121

6.6.1 观测数据的采集与记录122

6.6.2 数据预处理122

6.6.3 周跳检测和修复123

6.6.4 基线向量解算123

6.7 实例分析125

6.7.1 实验概况125

6.7.2 数据处理与结果分析128

参考文献132

第七章 合成孔径雷达干涉测量技术用于地表变形监测133

7.1 概述133

7.2 InSAR的发展概况133

7.3 InSAR工作原理及数据处理流程134

7.4 D-InSAR技术136

7.5 InSAR/GPS集成技术用于地表变形观测137

7.6 InSAR在地表变形测量中应用139

7.6.1 利用InSAR技术获取数字高程模型（DEM）139

7.6.2 D-InSAR技术监测地表沉降143

7.6.3 D-InSAR技术监测地震形变145

参考文献148