強干擾環(huán)境下GNSS變形監(jiān)測坐標時間序列的誤差處理與趨勢預(yù)測研究.pdf

1、變形監(jiān)測是對被監(jiān)測的變形體進行測量，以確定其空間位置及內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨時間變化的特征。GNSS變形監(jiān)測因其全天候自動化監(jiān)測的優(yōu)勢，已經(jīng)成為該領(lǐng)域最主要的技術(shù)手段。通過GNSS變形監(jiān)測獲得更加精確的變形體失穩(wěn)信息，對由于變形體失穩(wěn)引發(fā)的滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防具有重要借鑒意義。
　　基于GNSS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的變形體位移監(jiān)測不僅可以實現(xiàn)對形變位移值的實時觀測和記錄，而且同時將與變形位移有關(guān)的時間、空間、頻率信息記錄下來，可以更好的為后期

2、數(shù)據(jù)分析服務(wù)。但GNSS變形監(jiān)測易受到外界環(huán)境的干擾，其數(shù)據(jù)序列中也包含了大量的粗差、噪聲等干擾信息，容易對后續(xù)分析造成誤導(dǎo)。因此，本文以某露天礦邊坡為工程背景，結(jié)合GNSS變形監(jiān)測坐標時間序列，深入地對數(shù)據(jù)信號預(yù)處理和變形趨勢預(yù)測理論開展研究，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于小波分析的3σ粗差剔除。以小波分析極佳的時頻特性為基礎(chǔ)，利用小波分解的低頻部分提取變形趨勢，對觀測的真值進行擬合估計，同時結(jié)合3σ準側(cè)對長數(shù)據(jù)序列的識別、

3、處理能力，提出基于小波分析改進的3σ粗差剔除法。并結(jié)合仿真算例和實際工程案列研究，證明了該方法的有效性。
　?。?）基于譜指數(shù)和改進半軟閾值法的噪聲特征分析與消除。從GNSS坐標時間序列噪聲影響因素出發(fā)，利用譜指數(shù)對數(shù)據(jù)信號含噪特性進行分析。針對具有不同含噪特性的數(shù)據(jù)信號，以現(xiàn)有軟、硬閾值法以及半軟閾值消噪理論為基礎(chǔ)，分別利用改進半軟閾值法和小波-香農(nóng)熵混合法對隨機特性明顯的數(shù)據(jù)序列和傳統(tǒng)以白噪聲為主的數(shù)據(jù)序列進行消噪，豐富了消噪

4、方法的選取和適用性。
　?。?）耦合灰色系統(tǒng)和分形幾何的時間序列預(yù)測研究。在對灰色理論下的GM（1,1）模型和分形理論下的改進變維分形模型研究的基礎(chǔ)上，提出利用GM（1,1）改正分形模型分維數(shù)的方法，將兩個預(yù)測模型進行組合，得到改進分形-灰色組合預(yù)測模型，不僅提高了模型預(yù)測精度，而且擴大了其適用范圍。
　　基于GNSS監(jiān)測坐標時間序列，通過分析強干擾環(huán)境下數(shù)據(jù)序列誤差形成機理，結(jié)合巖土工程學(xué)、測繪工程以及統(tǒng)計學(xué)等相關(guān)理論，從