發(fā)布時(shí)間：2017-08-27 13:01

  本文關(guān)鍵詞：基于小波分析的GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)去噪方法研究

  更多相關(guān)文章： 小波分析 GPS變形監(jiān)測(cè) GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)去噪

【摘要】：近十幾年來(lái),隨著3S技術(shù)的快速進(jìn)步,變形監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷向前發(fā)展。GPS技術(shù)因其擁有定位迅速、定位精度高、觀測(cè)自動(dòng)化、全天候作業(yè)、測(cè)站間無(wú)需通視以及能夠同時(shí)確定三維坐標(biāo)等特點(diǎn),在變形監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。GPS衛(wèi)星信號(hào)受到GPS接收機(jī)隨機(jī)噪聲、電離層折射、對(duì)流層折射、多路徑效應(yīng)等多種誤差源的干擾,如何在測(cè)站上空不開(kāi)闊、多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重的高原山區(qū)水庫(kù)邊坡觀測(cè)環(huán)境下,發(fā)現(xiàn)并削弱這些誤差源的影響,得到比較好的變形觀測(cè)結(jié)果,是一個(gè)具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值的研究課題。 小波分析因其具有優(yōu)良的去噪效果和時(shí)頻局部化分析功能等特性,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到信號(hào)處理中。運(yùn)用小波分析可以將信號(hào)分解到不同尺度上,得到信號(hào)在各個(gè)尺度上的分量值,并且還能將信號(hào)進(jìn)行不失真重構(gòu)。GPS變形監(jiān)測(cè)信號(hào)中包含各種頻率成分,但是有效的信息集中在低頻段,干擾信息分布在高頻段,因此可以通過(guò)小波分析消除高頻段的干擾,然后提取低頻段有效的信息,提高變形監(jiān)測(cè)的精度。 論文圍繞小波理論研究基于小波分析的GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)去噪方法,采用VC++語(yǔ)言、以MATLAB為平臺(tái),編制基于小波分析的RINEX格式的GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件,并采用不同的小波分析策略對(duì)實(shí)測(cè)的GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行消噪預(yù)處理。研究以提高基線(xiàn)解算質(zhì)量和最終網(wǎng)平差精度為目標(biāo),并通過(guò)研究和分析給出高原山區(qū)水庫(kù)邊坡變形監(jiān)測(cè)環(huán)境下小波消噪的最優(yōu)方法,用以消除接收機(jī)隨機(jī)噪聲和多路徑影響。最后結(jié)合實(shí)際工程的觀測(cè)結(jié)果,采用GPS數(shù)據(jù)后處理軟件進(jìn)行試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了研究中提出的小波分析用于GPS變形觀測(cè)數(shù)據(jù)消噪方法的有效性。本文主要做了以下幾方面的研究工作： (1)對(duì)GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)、小波分析理論的發(fā)展和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧,總結(jié)了GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)和小波分析在測(cè)繪領(lǐng)域應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題。 (2)闡述了傅里葉變換到小波分析的發(fā)展過(guò)程,對(duì)小波分析原理進(jìn)行介紹并分析了最大尺度確定的問(wèn)題。 (3)研究GPS信號(hào)的噪聲特性,對(duì)提取出的原始衛(wèi)星觀測(cè)值信號(hào)、單差觀測(cè)值信號(hào)、雙差觀測(cè)值信號(hào)進(jìn)行了小波分解,分別研究其高頻部分的特點(diǎn)。對(duì)小波濾波去噪方法進(jìn)行研究,主要研究了小波變換閡值去噪法,并從純粹信號(hào)處理的角度給出了小波去噪效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 (4)采用VC++語(yǔ)言、以MATLAB為平臺(tái),運(yùn)用面向?qū)ο蟮乃枷?編制了基于小波分析的RINEX格式的GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件(GPS Pre_Process Software)。 (5)將基于小波分析的RINEX格式的GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件(GPS Pre_Process Software)應(yīng)用到阿海水電站水庫(kù)影響待觀區(qū)GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理中,設(shè)計(jì)了4組實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了小波分析對(duì)GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的去噪效果。 本文的第五章是實(shí)驗(yàn)算例,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,基于小波分析的GPS信號(hào)小波去噪方法具有較好的去噪效果,采用合適的小波函數(shù)、分解層數(shù)、閾值確定原則、閾值函數(shù)和閾值重調(diào)方法,能夠很大程度上消除GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)中的接收機(jī)隨機(jī)噪聲和多路徑效應(yīng)等影響,并且使信號(hào)的信噪比得到較大的提高,從而提高基線(xiàn)解算的精度,得到更優(yōu)的網(wǎng)平差結(jié)果
【關(guān)鍵詞】：小波分析 GPS變形監(jiān)測(cè) GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)去噪
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：P228.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 論文的研究背景和意義12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 小波分析的發(fā)展與應(yīng)用研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的、內(nèi)容和意義17-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第二章 小波分析的基礎(chǔ)理論20-28
• 2.1 傅里葉變換20-23
• 2.1.1 短時(shí)傅里葉變換21-22
• 2.1.2 從傅里葉變換到小波分析22-23
• 2.2 小波分析原理23-27
• 2.2.1 小波函數(shù)23-24
• 2.2.2 小波變換24-25
• 2.2.3 多分辨率分析及Mallat算法25-26
• 2.2.4 最大尺度確定26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于小波分析的GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)去噪方法研究28-39
• 3.1 基于小波分析的GPS信號(hào)噪聲特性研究28-35
• 3.1.1 GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)28-29
• 3.1.2 GPS定位的誤差源29-30
• 3.1.3 GPS信號(hào)的噪聲特性研究30-35
• 3.2 基于小波的閾值去噪方法35-37
• 3.3 小波濾波去噪效果評(píng)價(jià)指標(biāo)37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于小波分析的GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件(GPS Pre-Process Software)的編制39-50
• 4.1 軟件編制的思路39-40
• 4.2 Matlab一維信號(hào)的小波消噪理論40-43
• 4.3 GPS Pre-Process Software軟件的文件系統(tǒng)43-46
• 4.4 GPS Pre-Process Software軟件的功能模塊46-48
• 4.4.1 觀測(cè)文件導(dǎo)入46-47
• 4.4.2 信號(hào)文件輸出47
• 4.4.3 小波降噪47
• 4.4.4 觀測(cè)文件重組還原47-48
• 4.5 GPS Pre-Process Software軟件編制的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 GPS Pre-Process Software軟件在阿海水電站水庫(kù)影響待觀區(qū)GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理中的應(yīng)用50-80
• 5.1 阿海水電站水庫(kù)影響待觀區(qū)GPS變形觀測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)介50-57
• 5.1.1 工程概況50-54
• 5.1.2 GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集54-56
• 5.1.3 數(shù)據(jù)處理56-57
• 5.2 基于信號(hào)處理理論的一維GPS觀測(cè)信號(hào)小波消噪策略實(shí)驗(yàn).57-62
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)概述57-58
• 5.2.2 小波消噪策略實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-62
• 5.3 用TEQC軟件評(píng)價(jià)GPS Pre-Process Software軟件的單測(cè)站數(shù)據(jù)小波消噪效果實(shí)驗(yàn)62-70
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)概述63
• 5.3.2 基于單測(cè)站數(shù)據(jù)小波消噪預(yù)處理的TEQC軟件評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)63-67
• 5.3.3 阿海水電站庫(kù)區(qū)GPS變形監(jiān)測(cè)中接收機(jī)噪聲和多路徑影響探究67-70
• 5.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析70
• 5.4 GPS Pre-Process Software軟件進(jìn)行單測(cè)站數(shù)據(jù)預(yù)處理后的基線(xiàn)解算精度及可靠性分析實(shí)驗(yàn)70-75
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)概述71
• 5.4.2 基于單測(cè)站數(shù)據(jù)預(yù)處理的基線(xiàn)解算實(shí)驗(yàn)71-75
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析75
• 5.5 GPS Pre-Process Software軟件進(jìn)行單測(cè)站數(shù)據(jù)預(yù)處理后對(duì)網(wǎng)平差結(jié)果影響的實(shí)驗(yàn)75-78
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)概述76
• 5.5.2 基于單測(cè)站數(shù)據(jù)預(yù)處理的網(wǎng)平差結(jié)果影響實(shí)驗(yàn)76-78
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析78
• 5.6 本章小結(jié)78-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-84
• 6.1 全文總結(jié)80-83
• 6.2 工作展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 附錄A 主要程序代碼89-105
• 附錄B (攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目及社會(huì)實(shí)踐和發(fā)表的論文)105

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡友健;梁新美;許成功;;論GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];測(cè)繪科學(xué);2006年05期

2 黃丁發(fā),丁曉利,陳永奇,龔濤,熊永良;GPS多路徑效應(yīng)影響與結(jié)構(gòu)振動(dòng)的小波濾波篩分研究[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2001年01期

3 章傳銀,張正祿;變形體的穩(wěn)定性及其定量分析方法初探[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);1997年04期

4 黃丁發(fā),卓健成;GPS相位觀測(cè)值周跳檢測(cè)的小波分析法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);1997年04期

5 楊光,何秀鳳,華錫生,侯新華;GPS一機(jī)多天線(xiàn)在小浪底大壩變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè);2003年03期

6 夏開(kāi)旺;田林亞;楊永平;;基于小波分析的壩區(qū)GPS信號(hào)噪聲研究[J];水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè);2006年04期

7 王靜瑤,吳云;現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)與地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2000年01期

8 李海文;江思義;李向民;周海峰;曾凱寧;;基于小波分析的GPS信號(hào)噪聲特性[J];地理空間信息;2010年01期

9 王琪，游新兆，，王啟梁;用全球定位系統(tǒng)（GPS）監(jiān)測(cè)青藏高原地殼形變[J];地震地質(zhì);1996年02期

10 周碩愚,張躍剛,丁國(guó)瑜,吳云,秦小軍,施順英,王琪,游新兆,喬學(xué)軍,帥平,鄧干金;依據(jù)GPS數(shù)據(jù)建立中國(guó)大陸板內(nèi)塊體現(xiàn)時(shí)運(yùn)動(dòng)模型的初步研究[J];地震學(xué)報(bào);1998年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 袁德寶;GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的小波分析與應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

本文編號(hào)：745558