【正文】 精度連續(xù)解算；硬件層次少：系統(tǒng)組成簡單、結構清晰、運行穩(wěn)定、維護方便；分析手段多：能計算三維位移分量及各向變形速率，能自動生成變形歷時曲線圖、變形分布圖、多變量相關圖，能根據(jù)實地地形數(shù)據(jù)生成三維仿真圖，并能生成實體變形場等高圖或漸變色譜圖以及變形場任意剖面圖；信息發(fā)布快：能對變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進行初步分析與簡單評價，并根據(jù)預設警界值和實測值進行判別，能及時進行多渠道多形式預警信息或狀態(tài)信息發(fā)布，隨時隨地掌握運行狀態(tài)，真正實現(xiàn)遠程監(jiān)控和無人值守；應用范圍廣：本監(jiān)控系統(tǒng)不僅能應用于滑坡等地質災害監(jiān)測，也能在高邊坡、高剪力墻、港口、船塢、礦山、水庫大壩以及江河堤壩監(jiān)測、大型橋梁場館和高層建筑健康監(jiān)測中廣泛應用。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：中海達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可進行長時間連續(xù)實時數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)解算采用先進的卡爾曼濾波集成單歷元整數(shù)解算法，輕松達到毫米級定位精度，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定及數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：中海達數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可采用 RS23專線有線/無線 Modem、TCP/IP、GPRS 無線、CDMA 無線、UHF 無線電臺等方式，組建方便靈活。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：中海達采集系統(tǒng)關鍵設備采用高精度進口主板，確保數(shù)據(jù)采集準確。系統(tǒng)結構中海達高精度變形監(jiān)測預警系統(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分析預警系統(tǒng)、⑤綜合管理系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)組成，其中綜合管理系統(tǒng)是服務器軟件管理中心，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是GNSS數(shù)據(jù)解算中心，分析預警系統(tǒng)是監(jiān)測數(shù)據(jù)分析預警中心，也是中海達高精度變形監(jiān)測預警系統(tǒng)的核心。■ 可直接提供三維坐標及其絕對或相對變化量，沒有量程限制，這是傳感器類、聲納類、光波類、影像類、頻普類監(jiān)測手段不可比擬的?！?響應快速，可實現(xiàn)短基線快速定位，定位觀測時間僅需數(shù)分鐘?！?操作簡便，無需進行手工重復勞動，可以節(jié)省大量人力物力。應用領域安全監(jiān)測：滑坡監(jiān)測、大壩監(jiān)測、沉陷監(jiān)測健康監(jiān)測：大型橋梁監(jiān)測、大型場館監(jiān)測、高層建筑監(jiān)測痕移監(jiān)測：板塊漂移監(jiān)測、冰川運動監(jiān)測行業(yè)優(yōu)勢相對傳統(tǒng)測量手段，運用 GNSS 技術進行變形監(jiān)測具有非常明顯的優(yōu)越性，主要優(yōu)點如下：■ 觀測站之間無須通視，并且不要求網(wǎng)形具有良好的幾何結構，點位選擇更加靈活。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠、運行穩(wěn)定，既能準確表達監(jiān)測點的工作狀態(tài)，也能對相關數(shù)據(jù)進行分析并提出初步風險評價，還能多渠道多形式適時分級發(fā)布預警信息，為運行單位隨時隨地掌握工程結構安全和決策部門在關鍵時刻的決策分析提供了堅實的技術支持與信息參考。中海達高精度變形監(jiān)測預警系統(tǒng)中海達高精度變形監(jiān)測預警系統(tǒng)是中海達高精度GNSS 技術與中海達ZNetMonitor高精度變形監(jiān)控預警服務器軟件相結合的綜合變形監(jiān)測分析預警系統(tǒng)。由于其全天候工作、自動化觀測，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理（包括分析、管理）無需人為干預、成果精度可靠、超限自動報警，因此具有傳統(tǒng)監(jiān)測方法無法比擬的優(yōu)勢。 在中心服務器上安裝NRS系列軟件，在服務器可以接入互聯(lián)網(wǎng)的條件下，基站可以為移動終端提供差分服務。南方變形監(jiān)測系統(tǒng)軟件SMOS支持多個參考站，進行雙重檢核。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、結論和建議 實際工程中為保證 GPS測量的正常進行和定位精度，一般監(jiān)測點的點位選擇自由度較低，從我們實施過的項目中發(fā)現(xiàn)，某些關鍵部位的監(jiān)測點衛(wèi)星遮擋情況比較嚴重，導致鎖定衛(wèi)星數(shù)目不足或者數(shù)據(jù)受到干擾等不良影響，而這些點又在關鍵部位，是不得不進行監(jiān)測的。軟件具有參數(shù)轉換功能，根據(jù)客戶提供現(xiàn)場坐標參數(shù)進行轉換。 SMOS集成WEBSERVER，可以在遠程PC端查看各基站在線情況，方便管理、及時查看各站當前情況。而SMOS專為變形監(jiān)測而設計，適用于橋梁、大壩、礦區(qū)、滑坡等的變形監(jiān)測，軟件能長時間持續(xù)可靠工作，諸如RTK經常需要重新初始化等缺點在SMOS里并不存在。軟件可兼容進口及國產主流GPS接收機，最高可支持20Hz頻率接收機。 SMOS的算法對系統(tǒng)的硬件要求較高，通常在高性能計算機上解算，而RTK的算法是由GPS接收機生產廠商提供，固化在GNSS接收機內部；靜態(tài)解算則需人工干預，一般采用雙差固定解的方式。 而只有系統(tǒng)管理員才能對系統(tǒng)進行全權管理； （5）參考相關標準規(guī)范及經驗數(shù)據(jù)，為變形體設置預警值，實現(xiàn)超限報警功能。二、南方變形監(jiān)測系統(tǒng)軟件SMOS SMOS軟件是南方測繪在Visual C++環(huán)境下編寫的高精度變形監(jiān)測系統(tǒng)軟件，軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、地圖表現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫建立、圖形管理和成果輸出功能。UPS保證了系統(tǒng)運行的連續(xù)性，穩(wěn)定性。 4)輔助支持系統(tǒng)：包括外場機柜、外場機箱、配電箱及UPS、防雷和遠程電源監(jiān)控、報警裝置等組成。各監(jiān)測站作為系統(tǒng)網(wǎng)絡的子節(jié)點。 3)數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)：由監(jiān)控中心的服務器系統(tǒng)及監(jiān)測軟件、SQL Sever2005等組成。 接收機提供了RS23TCP/IP多種協(xié)議數(shù)據(jù)接口，方便選擇不同的通訊設備。而GPRS/CDMA和現(xiàn)在發(fā)展得如火如荼的3G通信技術，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)測點到控制中心的距離及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量選擇適當?shù)臒o線傳輸方式。 2)無線通訊。使用光纖作為監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|，既能有效保證數(shù)據(jù)采集端與控制中心數(shù)據(jù)通信的帶寬和質量，又能為系統(tǒng)拓展提供充足的帶寬儲備，還能方便監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)。有線通訊目前有多種接入技術。 （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)傳輸是整個系統(tǒng)的大動脈，只有數(shù)據(jù)暢通穩(wěn)定的傳輸才能夠保證系統(tǒng)的正常運行，保證數(shù)據(jù)解算的精度。系統(tǒng)整體拓撲如下： 圖1 監(jiān)測系統(tǒng)整體拓撲圖各子系統(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接收機及天線、饋線、電源等組成。一、南方測繪變形監(jiān)測系統(tǒng)（SMOS）結構系統(tǒng)結構總體介紹 南方變形監(jiān)測系統(tǒng)由四個子系統(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)展應用的熱點，南方測繪研發(fā)出了GPS變形監(jiān)測系統(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)的成功應用啟動了CORS系統(tǒng)國產化進程，而后南方NRS系統(tǒng)以其穩(wěn)定的性能、高性價比為不同精度要求的用戶提供了便利的定位和導航服務。而在變形監(jiān)測領域，在過去很長的一段時間里使用常規(guī)光學和電子測量儀器進行監(jiān)測的方法占據(jù)著主導地位，由于GPS 測量具有高精度的三維定位能力，與傳統(tǒng)方法相比較，應用GPS不僅具有精度高、速度快、操作簡便等優(yōu)點，而且利用GPS衛(wèi)星定位和導航技術、現(xiàn)代通訊技術、計算機技術及數(shù)據(jù)處理與分析技術進行集成，還可實現(xiàn)對變形體的全自動化、實時監(jiān)測。RTK技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：野外可實時獲得最終坐標，野外質量控制，室內工作量少，野外生產效率高，精度（12cm），用途廣，如：放樣，公路施工，機械引導等等。 GPS測量技術用于生產作業(yè)，其作業(yè)模式從靜態(tài)測量，快速靜態(tài)測量，后處理高精度動態(tài)測量，發(fā)展到動態(tài)初始化（OTF）厘米級實時RTK測量作業(yè)。 配合使用者進行二次功能性開發(fā)提供一切必要技術支持的承諾對于用戶要進行二次功能開發(fā)，我們公司提供全面的技術支持，可以提供二次開發(fā)數(shù)據(jù)結構的源代碼。如保修期內設備出現(xiàn)故障，乙方將在4小時內通過電話、傳真進行技術維修支持，如無法排除，乙方在一周內提供備件等方式并由合格技術人員指導下排除故障。本系統(tǒng)運行三個月后，公司將于雙方均感方便之時到用戶單位回訪，與用戶探討深層次技術問題，征求用戶對本系統(tǒng)和服務的意見，從而使本系統(tǒng)得到改進與完善。3）技術培訓內容及時間安排：乙方負責派出具有工程師以上職稱并具有教學經驗的教員，在用戶方指定地點、時間提供免費（講義、資料）培訓服務。乙方培訓效果及提供以下必要的培訓資料、文件和設施：1）乙方負責對用戶進行全面的技術培訓，使用戶達到能獨立進行管理、維護和故障處理等工作，以便用戶所使用的硬件、軟件產品能夠正常、安全地運行。2）設備安裝、測試。 技術培訓承諾設備安裝所在地為用戶方人員提供技術培訓，培訓人員的人數(shù)和培訓時間用戶方確定。 保修期自公司開具發(fā)票之日起計算，保修期滿，用戶仍享受免費維修服務，如需更換元器件，用戶需支付元器件成本費。保修期內，非因用戶人為原因造成的產品故障，公司均有義務免費維修，并在維修期間向用戶免費提供備用產品，以確保不延誤用戶生產和科研。在安裝調試的過程中，乙方必須出示安裝、調試大綱、流程以及技術指導書，同時密切和甲方配合，在施工現(xiàn)場必須遵守安全施工的有關規(guī)定。2 結論u5)而GPSensor專為變形監(jiān)測而設計，適用于橋梁、大壩、礦區(qū)、滑坡等的變形監(jiān)測，軟件能長時間持續(xù)可靠工作，諸如RTK經常需要重新初始化等缺點在GPSensor里并不存在。4)下圖是在采用串行端口GPS接收機進行網(wǎng)絡監(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)和定位結果需要進行多次傳輸，上圖中，一個監(jiān)測點的差分數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，需要進行3次串口數(shù)據(jù)傳輸，兩次網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。 通訊因為GPSensor僅要求收到GPS接收機的原始觀測數(shù)據(jù)，所以，原則上，應要求軟件（服務器）與GPS接收機之間僅要求實現(xiàn)單向通訊。 精度GPSensor直接應用GPS接收機的原始數(shù)據(jù)，參考站和流動站的觀測數(shù)據(jù)保持嚴格的同步，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動態(tài)定位數(shù)據(jù)中的各種隨機誤差，是輸出的定位結果更符合真實的情況，所以GPSensor根據(jù)采用的GPS接收機和GPS天線的不同，可以保證毫米級的定位精度，而通常的RTK接收機動態(tài)定位精度為厘米級。 GPSensor的算法對系統(tǒng)的硬件要求較高，在高性能計算機上運行，而RTK的算法總是由GPS接收機生產廠商提供，固化在GPS接收機內部。 GPSensor可以采用擴展的動態(tài)非線性Kalman濾波算法進行差分解算。 算法相比RTK方法而言，GPSensor的算法具有如下特點：u GPSensor的特點（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。 各監(jiān)測截面上下游平均變化量的三維實時顯示橋面各監(jiān)測點的實時三維變化兩塔頂監(jiān)測點變化量的實時顯示 各監(jiān)測點在某段時間段的平均變化量 數(shù)據(jù)分析功能：根據(jù)用戶要求，對監(jiān)控點進行頻域和時域分析。 可靠性：724小時持續(xù)可靠工作。 權限管理：一般用戶只能瀏覽數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理員才可能對一些參數(shù)進行設置。 報警功能，報警項可根據(jù)用戶要求設定，可通過短信、電子郵件等方式進行報警。15)系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)軟件本身的工作狀態(tài)；各個機站的工作狀態(tài)是否正常；網(wǎng)絡連接狀態(tài)。 連接數(shù)據(jù)庫，記錄用戶需要保留的各項信息；記錄的內容如下：GPS定位數(shù)據(jù)坐標；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。 每個監(jiān)控站的監(jiān)控范圍可根據(jù)用戶設置，相應的精度可從2毫米到1厘米(具體精度還與所使用的GPS接收機及其天線有關)。 對監(jiān)測站、基站接收機的遠