【正文】 精度連續(xù)解算；硬件層次少：系統(tǒng)組成簡單、結(jié)構(gòu)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(guān)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(yù)設(shè)警界值和實測值進行判別，能及時進行多渠道多形式預(yù)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(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，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(yīng)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(guān)鍵設(shè)備采用高精度進口主板，確保數(shù)據(jù)采集準確。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中海達高精度變形監(jiān)測預(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)測數(shù)據(jù)分析預(yù)警中心，也是中海達高精度變形監(jiān)測預(yù)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(yīng)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(fù)勞動，可以節(jié)省大量人力物力。應(yīng)用領(lǐng)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(shù)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(jié)構(gòu)，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(guān)數(shù)據(jù)進行分析并提出初步風(fēng)險評價，還能多渠道多形式適時分級發(fā)布預(yù)警信息，為運行單位隨時隨地掌握工程結(jié)構(gòu)安全和決策部門在關(guān)鍵時刻的決策分析提供了堅實的技術(shù)支持與信息參考。中海達高精度變形監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中海達高精度變形監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是中海達高精度GNSS 技術(shù)與中海達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)測分析預(yù)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(yù)、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(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，基站可以為移動終端提供差分服務(wù)。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(jié)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(guān)鍵部位的監(jiān)測點衛(wèi)星遮擋情況比較嚴重，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，而這些點又在關(guān)鍵部位，是不得不進行監(jiān)測的。軟件具有參數(shù)轉(zhuǎn)換功能，根據(jù)客戶提供現(xiàn)場坐標參數(shù)進行轉(zhuǎn)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(dāng)前情況。而SMOS專為變形監(jiān)測而設(shè)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)廠商提供，固化在GNSS接收機內(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)管理員才能對系統(tǒng)進行全權(quán)管理； （5）參考相關(guān)標準規(guī)范及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，為變形體設(shè)置預(yù)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(luò)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(wù)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(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)測點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|(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(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(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)用啟動了CORS系統(tǒng)國產(chǎn)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(dǎo)航服務(wù)。而在變形監(jiān)測領(lǐng)域，在過去很長的一段時間里使用常規(guī)光學(xué)和電子測量儀器進行監(jiān)測的方法占據(jù)著主導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)航技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)及數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)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(shù)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(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，機械引導(dǎo)等等。 GPS測量技術(shù)用于生產(chǎn)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(shù)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(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小時內(nèi)通過電話、傳真進行技術(shù)維修支持，如無法排除，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(shù)問題，征求用戶對本系統(tǒng)和服務(wù)的意見，從而使本系統(tǒng)得到改進與完善。3）技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容及時間安排：乙方負責(zé)派出具有工程師以上職稱并具有教學(xué)經(jīng)驗的教員，在用戶方指定地點、時間提供免費（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）乙方負責(zé)對用戶進行全面的技術(shù)培訓(xùn)，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(chǎn)品能夠正常、安全地運行。2）設(shè)備安裝、測試。 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(wù)，如需更換元器件，用戶需支付元器件成本費。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)免費維修，并在維修期間向用戶免費提供備用產(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，同時密切和甲方配合，在施工現(xiàn)場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)測而設(shè)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(jīng)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(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(luò)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(yīng)要求軟件（服務(wù)器）與GPS接收機之間僅要求實現(xiàn)單向通訊。 精度GPSensor直接應(yīng)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(jié)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(chǎn)廠商提供，固化在GPS接收機內(nèi)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(quán)限管理：一般用戶只能瀏覽數(shù)據(jù)，系統(tǒng)管理員才可能對一些參數(shù)進行設(shè)置。 報警功能，報警項可根據(jù)用戶要求設(shè)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(luò)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(nèi)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(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接收機及其天線有關(guān))。 對監(jiān)測站、基站接收機的遠