【正文】 精度連續(xù)解算；硬件層次少：系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)清晰、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便；分析手段多：能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率，能自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線圖、變形分布圖、多變量相關(guān)圖，能根據(jù)實(shí)地地形數(shù)據(jù)生成三維仿真圖，并能生成實(shí)體變形場(chǎng)等高圖或漸變色譜圖以及變形場(chǎng)任意剖面圖；信息發(fā)布快：能對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析與簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，并根據(jù)預(yù)設(shè)警界值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行判別，能及時(shí)進(jìn)行多渠道多形式預(yù)警信息或狀態(tài)信息發(fā)布，隨時(shí)隨地掌握運(yùn)行狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守；應(yīng)用范圍廣：本監(jiān)控系統(tǒng)不僅能應(yīng)用于滑坡等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，也能在高邊坡、高剪力墻、港口、船塢、礦山、水庫(kù)大壩以及江河堤壩監(jiān)測(cè)、大型橋梁場(chǎng)館和高層建筑健康監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：中海達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)解算采用先進(jìn)的卡爾曼濾波集成單歷元整數(shù)解算法，輕松達(dá)到毫米級(jí)定位精度，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定及數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：中海達(dá)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可采用 RS23專線有線/無(wú)線 Modem、TCP/IP、GPRS 無(wú)線、CDMA 無(wú)線、UHF 無(wú)線電臺(tái)等方式，組建方便靈活。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：中海達(dá)采集系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備采用高精度進(jìn)口主板，確保數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是由：①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、②數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、③數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、④分析預(yù)警系統(tǒng)、⑤綜合管理系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)組成，其中綜合管理系統(tǒng)是服務(wù)器軟件管理中心，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是GNSS數(shù)據(jù)解算中心，分析預(yù)警系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析預(yù)警中心，也是中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的核心?！?可直接提供三維坐標(biāo)及其絕對(duì)或相對(duì)變化量，沒(méi)有量程限制，這是傳感器類、聲納類、光波類、影像類、頻普類監(jiān)測(cè)手段不可比擬的。■ 響應(yīng)快速，可實(shí)現(xiàn)短基線快速定位，定位觀測(cè)時(shí)間僅需數(shù)分鐘?！?操作簡(jiǎn)便，無(wú)需進(jìn)行手工重復(fù)勞動(dòng)，可以節(jié)省大量人力物力。應(yīng)用領(lǐng)域安全監(jiān)測(cè)：滑坡監(jiān)測(cè)、大壩監(jiān)測(cè)、沉陷監(jiān)測(cè)健康監(jiān)測(cè)：大型橋梁監(jiān)測(cè)、大型場(chǎng)館監(jiān)測(cè)、高層建筑監(jiān)測(cè)痕移監(jiān)測(cè)：板塊漂移監(jiān)測(cè)、冰川運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)行業(yè)優(yōu)勢(shì)相對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量手段，運(yùn)用 GNSS 技術(shù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)具有非常明顯的優(yōu)越性，主要優(yōu)點(diǎn)如下：■ 觀測(cè)站之間無(wú)須通視，并且不要求網(wǎng)形具有良好的幾何結(jié)構(gòu)，點(diǎn)位選擇更加靈活。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定，既能準(zhǔn)確表達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)，也能對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并提出初步風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，還能多渠道多形式適時(shí)分級(jí)發(fā)布預(yù)警信息，為運(yùn)行單位隨時(shí)隨地掌握工程結(jié)構(gòu)安全和決策部門在關(guān)鍵時(shí)刻的決策分析提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持與信息參考。中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中海達(dá)高精度變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是中海達(dá)高精度GNSS 技術(shù)與中海達(dá)ZNetMonitor高精度變形監(jiān)控預(yù)警服務(wù)器軟件相結(jié)合的綜合變形監(jiān)測(cè)分析預(yù)警系統(tǒng)。由于其全天候工作、自動(dòng)化觀測(cè)，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理（包括分析、管理）無(wú)需人為干預(yù)、成果精度可靠、超限自動(dòng)報(bào)警，因此具有傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。 在中心服務(wù)器上安裝NRS系列軟件，在服務(wù)器可以接入互聯(lián)網(wǎng)的條件下，基站可以為移動(dòng)終端提供差分服務(wù)。南方變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件SMOS支持多個(gè)參考站，進(jìn)行雙重檢核。加入GLONASS衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，衛(wèi)星數(shù)增加，幾何圖形改善，因而定位精度也有所提高。三、結(jié)論和建議 實(shí)際工程中為保證 GPS測(cè)量的正常進(jìn)行和定位精度，一般監(jiān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位選擇自由度較低，從我們實(shí)施過(guò)的項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，某些關(guān)鍵部位的監(jiān)測(cè)點(diǎn)衛(wèi)星遮擋情況比較嚴(yán)重，導(dǎo)致鎖定衛(wèi)星數(shù)目不足或者數(shù)據(jù)受到干擾等不良影響，而這些點(diǎn)又在關(guān)鍵部位，是不得不進(jìn)行監(jiān)測(cè)的。軟件具有參數(shù)轉(zhuǎn)換功能，根據(jù)客戶提供現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 SMOS集成WEBSERVER，可以在遠(yuǎn)程PC端查看各基站在線情況，方便管理、及時(shí)查看各站當(dāng)前情況。而SMOS專為變形監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)，適用于橋梁、大壩、礦區(qū)、滑坡等的變形監(jiān)測(cè)，軟件能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)可靠工作，諸如RTK經(jīng)常需要重新初始化等缺點(diǎn)在SMOS里并不存在。軟件可兼容進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)主流GPS接收機(jī)，最高可支持20Hz頻率接收機(jī)。 SMOS的算法對(duì)系統(tǒng)的硬件要求較高，通常在高性能計(jì)算機(jī)上解算，而RTK的算法是由GPS接收機(jī)生產(chǎn)廠商提供，固化在GNSS接收機(jī)內(nèi)部；靜態(tài)解算則需人工干預(yù)，一般采用雙差固定解的方式。 而只有系統(tǒng)管理員才能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全權(quán)管理； （5）參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為變形體設(shè)置預(yù)警值，實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警功能。二、南方變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件SMOS SMOS軟件是南方測(cè)繪在Visual C++環(huán)境下編寫的高精度變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、地圖表現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫(kù)建立、圖形管理和成果輸出功能。UPS保證了系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性，穩(wěn)定性。 4)輔助支持系統(tǒng)：包括外場(chǎng)機(jī)柜、外場(chǎng)機(jī)箱、配電箱及UPS、防雷和遠(yuǎn)程電源監(jiān)控、報(bào)警裝置等組成。各監(jiān)測(cè)站作為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)。 3)數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)：由監(jiān)控中心的服務(wù)器系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)軟件、SQL Sever2005等組成。 接收機(jī)提供了RS23TCP/IP多種協(xié)議數(shù)據(jù)接口，方便選擇不同的通訊設(shè)備。而GPRS/CDMA和現(xiàn)在發(fā)展得如火如荼的3G通信技術(shù)，由于其傳輸不受視距及距離因素影響而倍受青睞。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)到控制中心的距離及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)線傳輸方式。 2)無(wú)線通訊。使用光纖作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)，既能有效保證數(shù)據(jù)采集端與控制中心數(shù)據(jù)通信的帶寬和質(zhì)量，又能為系統(tǒng)拓展提供充足的帶寬儲(chǔ)備，還能方便監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)。有線通訊目前有多種接入技術(shù)。 （2）數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的大動(dòng)脈，只有數(shù)據(jù)暢通穩(wěn)定的傳輸才能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)解算的精度。系統(tǒng)整體拓?fù)淙缦拢?圖1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D各子系統(tǒng)介紹 （1）前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng) 前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由GPS接收機(jī)及天線、饋線、電源等組成。一、南方測(cè)繪變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SMOS）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體介紹 南方變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)組成：前端數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)通訊）、數(shù)據(jù)處理分析及管理子系統(tǒng)（控制中心），輔助支持子系統(tǒng)。作為CORS系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用的熱點(diǎn)，南方測(cè)繪研發(fā)出了GPS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SMOS（SOUTH Monitor System）。在系統(tǒng)集成方面也是碩果累累，宜昌NRS系統(tǒng)的成功應(yīng)用啟動(dòng)了CORS系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，而后南方NRS系統(tǒng)以其穩(wěn)定的性能、高性價(jià)比為不同精度要求的用戶提供了便利的定位和導(dǎo)航服務(wù)。而在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間里使用常規(guī)光學(xué)和電子測(cè)量?jī)x器進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法占據(jù)著主導(dǎo)地位，由于GPS 測(cè)量具有高精度的三維定位能力，與傳統(tǒng)方法相比較，應(yīng)用GPS不僅具有精度高、速度快、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，而且利用GPS衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)進(jìn)行集成，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)變形體的全自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：野外可實(shí)時(shí)獲得最終坐標(biāo)，野外質(zhì)量控制，室內(nèi)工作量少，野外生產(chǎn)效率高，精度（12cm），用途廣，如：放樣，公路施工，機(jī)械引導(dǎo)等等。 GPS測(cè)量技術(shù)用于生產(chǎn)作業(yè)，其作業(yè)模式從靜態(tài)測(cè)量，快速靜態(tài)測(cè)量，后處理高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量，發(fā)展到動(dòng)態(tài)初始化（OTF）厘米級(jí)實(shí)時(shí)RTK測(cè)量作業(yè)。 配合使用者進(jìn)行二次功能性開發(fā)提供一切必要技術(shù)支持的承諾對(duì)于用戶要進(jìn)行二次功能開發(fā)，我們公司提供全面的技術(shù)支持，可以提供二次開發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的源代碼。如保修期內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)故障，乙方將在4小時(shí)內(nèi)通過(guò)電話、傳真進(jìn)行技術(shù)維修支持，如無(wú)法排除，乙方在一周內(nèi)提供備件等方式并由合格技術(shù)人員指導(dǎo)下排除故障。本系統(tǒng)運(yùn)行三個(gè)月后，公司將于雙方均感方便之時(shí)到用戶單位回訪，與用戶探討深層次技術(shù)問(wèn)題，征求用戶對(duì)本系統(tǒng)和服務(wù)的意見，從而使本系統(tǒng)得到改進(jìn)與完善。3）技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容及時(shí)間安排：乙方負(fù)責(zé)派出具有工程師以上職稱并具有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教員，在用戶方指定地點(diǎn)、時(shí)間提供免費(fèi)（講義、資料）培訓(xùn)服務(wù)。乙方培訓(xùn)效果及提供以下必要的培訓(xùn)資料、文件和設(shè)施：1）乙方負(fù)責(zé)對(duì)用戶進(jìn)行全面的技術(shù)培訓(xùn)，使用戶達(dá)到能獨(dú)立進(jìn)行管理、維護(hù)和故障處理等工作，以便用戶所使用的硬件、軟件產(chǎn)品能夠正常、安全地運(yùn)行。2）設(shè)備安裝、測(cè)試。 技術(shù)培訓(xùn)承諾設(shè)備安裝所在地為用戶方人員提供技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)人員的人數(shù)和培訓(xùn)時(shí)間用戶方確定。 保修期自公司開具發(fā)票之日起計(jì)算，保修期滿，用戶仍享受免費(fèi)維修服務(wù)，如需更換元器件，用戶需支付元器件成本費(fèi)。保修期內(nèi)，非因用戶人為原因造成的產(chǎn)品故障，公司均有義務(wù)免費(fèi)維修，并在維修期間向用戶免費(fèi)提供備用產(chǎn)品，以確保不延誤用戶生產(chǎn)和科研。在安裝調(diào)試的過(guò)程中，乙方必須出示安裝、調(diào)試大綱、流程以及技術(shù)指導(dǎo)書，同時(shí)密切和甲方配合，在施工現(xiàn)場(chǎng)必須遵守安全施工的有關(guān)規(guī)定。2 結(jié)論u5)而GPSensor專為變形監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)，適用于橋梁、大壩、礦區(qū)、滑坡等的變形監(jiān)測(cè)，軟件能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)可靠工作，諸如RTK經(jīng)常需要重新初始化等缺點(diǎn)在GPSensor里并不存在。4)下圖是在采用串行端口GPS接收機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的情況下，GPSensor和RTK方式需要建立的數(shù)據(jù)通訊鏈路示意圖：RTK方式下的數(shù)據(jù)通訊由圖可見，RTK方式下，差分改正數(shù)和定位結(jié)果需要進(jìn)行多次傳輸，上圖中，一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，需要進(jìn)行3次串口數(shù)據(jù)傳輸，兩次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。 通訊因?yàn)镚PSensor僅要求收到GPS接收機(jī)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，所以，原則上，應(yīng)要求軟件（服務(wù)器）與GPS接收機(jī)之間僅要求實(shí)現(xiàn)單向通訊。 精度GPSensor直接應(yīng)用GPS接收機(jī)的原始數(shù)據(jù)，參考站和流動(dòng)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)保持嚴(yán)格的同步，所以，大氣層延遲造成的公共誤差被最大程度地抵消，GPSensor還采用濾波方法消除GPS動(dòng)態(tài)定位數(shù)據(jù)中的各種隨機(jī)誤差，是輸出的定位結(jié)果更符合真實(shí)的情況，所以GPSensor根據(jù)采用的GPS接收機(jī)和GPS天線的不同，可以保證毫米級(jí)的定位精度，而通常的RTK接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位精度為厘米級(jí)。 GPSensor的算法對(duì)系統(tǒng)的硬件要求較高，在高性能計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而RTK的算法總是由GPS接收機(jī)生產(chǎn)廠商提供，固化在GPS接收機(jī)內(nèi)部。 GPSensor可以采用擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)非線性Kalman濾波算法進(jìn)行差分解算。 算法相比RTK方法而言，GPSensor的算法具有如下特點(diǎn)：u GPSensor的特點(diǎn)（與RTK比較）集成了RTK功能的GPSensor軟件，除了也能采用RTK方法之外，采用其自身與RTK不同的算法后，還具有如下一些特點(diǎn)。 各監(jiān)測(cè)截面上下游平均變化量的三維實(shí)時(shí)顯示橋面各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)三維變化兩塔頂監(jiān)測(cè)點(diǎn)變化量的實(shí)時(shí)顯示 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在某段時(shí)間段的平均變化量 數(shù)據(jù)分析功能：根據(jù)用戶要求，對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行頻域和時(shí)域分析。 可靠性：724小時(shí)持續(xù)可靠工作。 權(quán)限管理：一般用戶只能瀏覽數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理員才可能對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 報(bào)警功能，報(bào)警項(xiàng)可根據(jù)用戶要求設(shè)定，可通過(guò)短信、電子郵件等方式進(jìn)行報(bào)警。15)系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)軟件本身的工作狀態(tài)；各個(gè)機(jī)站的工作狀態(tài)是否正常；網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。 連接數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄用戶需要保留的各項(xiàng)信息；記錄的內(nèi)容如下：GPS定位數(shù)據(jù)坐標(biāo)；精度（水平和垂直）；PDOP值；使用衛(wèi)星顆數(shù)；解類型。13)12) 回放功能。 每個(gè)監(jiān)控站的監(jiān)控范圍可根據(jù)用戶設(shè)置，相應(yīng)的精度可從2毫米到1厘米(具體精度還與所使用的GPS接收機(jī)及其天線有關(guān))。 對(duì)監(jiān)測(cè)站、基站接收機(jī)的遠(yuǎn)