GPS动态监测形变信息提取技术.pdf

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1、2012年测绘科学技术学报2O12第29卷第5期JournalofGeomaticsScienceandTechnologyV01．29NO．5文章编号：1673—6338(2012)05—0339—05GPS动态监测形变信息提取技术赵辉，张书毕，鲍国，姜维为。(1．中国矿业大学环境与测绘学院，'2r-苏徐州221116；2．徐州空军学院，江苏徐州2211163．上海曙光爆破技术工程有限公司，上海200437)摘要：采用GPS技术对矿区地表移动进行动态监测，针对长距离差分动态定位精度受多因素残余误差的影响，

2、利用主成分分析法(PCA)进行空间滤波，分离区域站点相关的共模误差，以提高坐标序列精度。为进一步分析矿区地表移动受多源影响，采用解决盲信号分离问题的独立分量分析法(ICA)，提取各测站形变信息。通过实例与仿真分析，结果表明，利用PCA空间滤波可提高3个分量坐标序列精度分别为46．1，71．0及36．8；基于特征矩阵联合似对角化算法(JADE)进行ICA分解，能够实现各测站形变信息的提取。关键词：动态监测；形变提取；共模误差；主成分分析；独立分量分析中图分类号：P228文献标识码：ADOI编码：10．3969

3、／j．issn．1673—6338．2O12．05．006DeformationInformationExtractionOfGPSDynamicMonitoringinMiningAreaZHAOHui，ZHANGShubi，BA0GUO，JIANGWeiwei。(1．SchoolofEnvironmentandSpationalInformatics，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China2．XuzhouAirForceColleg

4、e，Xgzhou22l116，China3．ShanghaiShuguangBlastingEngineeringLiraitedCorp，Shanghai200437，China)Abstract：InordertOimproveaccuracyindifferentialdynamicpositioningforlongdistances，thePrincipalCorn—ponentAnalysis(PCA)wasusedtoextracttheCommonModeError(CME)，thecoor

5、dinatesseriesprecisionwasimproved．Forfurtheranalysissurfacemovementbymulti—sourceeffects，theIndependentComponentAnalysis(ICA)，amethodtOsolveblindsignalseparationproblem，wasusedtoextractdeformationinformationabouteachstation．Boththesimulationtestandmeasured

6、dataanalysisshowedthataccuracyofthreecoordi—natecomponentswereimproved46．1，71．Oand36．8byPCA，andtheextractionofdeformationinfor—marionwasachievedbasedonICAofjointapproximatediagonalizationofeigenmatrix(JADE)algorithm．Keywords：dynamicmonitoring；deformationex

7、traction；commonmodeerror；principalcomponentanalysis；independentcomponentanalysis矿产资源的开采，使得开采区域周围原始应模型加以改正。然而，随着基线的增长，这种相关力平衡状态受到破坏，引起地表产生移动变形。性减弱，残余误差逐渐增大。地表移动分为地表移动盆地、裂缝台阶和塌陷坑对区域GPS网站点坐标序列分析发现，残余3种，对其上建筑物、水体及铁路等重要设施产生噪声存在区域相关性，称之为共模误差(CME)。极大影响j。因此，必须研究地表

8、移动规律，以减CME的存在，对区域网内部各站点形变特征有着少或避免受开采的有害影响。GPS具有高精度、不利影响¨2]。Wdowinski等利用Stacking滤波计可实现动态定位等特点，已被广泛用于开采沉陷算了区域网CME的大小并将其从坐标中去除，的观测工作。GPS动态定位中主要误差源为：电提高了利用GPS检测强震形变场的能力]。Ni—离层延迟、对流层延迟、轨道误差、卫星和接收机kolaidis等考虑CME空间分