一、GNSS（Global Navigation Satellite System）

GNSS是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）的缩写，它是一个全球性的卫星导航系统网络，由多个国家的卫星导航系统组成，提供全球覆盖的定位、导航和时间同步服务。

GNSS的主要功能包括：

1. 定位：确定接收器在地球上的精确位置（经纬度和高度）。
2. 导航：提供方向和路径规划，帮助用户从当前位置到达目的地。
3. 时间同步：提供精确的时间信息，用于各种需要时间同步的应用。

GNSS系统包括以下几个主要的组成部分：

1. 空间部分：由多颗导航卫星组成，它们在地球轨道上运行，向地面发射信号。
2. 地面控制部分：包括主控站、监测站和上行注入站等，负责监控卫星状态、校正卫星时钟和轨道，以及向卫星注入校正数据。
3. 用户设备部分：即GNSS接收器，可以是便携式设备、车载系统、智能手机等，接收卫星信号并计算位置信息。

目前，全球主要的GNSS系统包括：

1. 美国的GPS（Global Positioning System）：最早建立的全球卫星导航系统，由美国国防部开发和管理。
2. 俄罗斯的GLONASS（Global Navigation Satellite System）：由俄罗斯联邦航天局管理的卫星导航系统。
3. 欧洲的Galileo：由欧盟开发的民用全球导航卫星系统。
4. 中国的北斗（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）：中国自主研发的全球卫星导航系统。
   这些系统可以独立运行，也可以相互兼容和互操作，共同提供更准确、可靠的定位服务。GNSS技术广泛应用于交通运输、地理信息系统、军事、气象、农业、科学研究等领域。

二、GNSS传感器

GNSS传感器是一种利用全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）的接收器，能够接收来自地球轨道上的卫星发射的信号，并利用这些信号来确定接收器的精确位置、速度和时间信息。GNSS技术广泛应用于交通运输、测绘、农业、气象预报、科学研究、军事行动等多个领域。

GNSS系统包括多个关键部分，例如空间部分（卫星星座）、地面控制部分（主控站、监测站等）和用户设备部分（接收机和显示处理组件）。用户通过GNSS接收机捕获至少四颗卫星的信号，通过信号到达时间差解算算法来计算自身的精确三维坐标以及其他相关信息。

GNSS传感器的工作原理基于以下几个步骤：

1. 星座：GNSS系统包含数十颗卫星分布在多个轨道平面上，这些卫星携带有精密的原子钟，提供精确的时间基准。
2. 信号发射：每颗卫星向地球表面发射包含时间戳和星历数据的无线电信号。
3. 接收与测距：用户通过GNSS接收机捕获卫星信号，并记录接收到每颗卫星信号的到达时间，计算出信号从卫星到达接收机的大致时间，这个时间乘以光速得到所谓的“伪距”。
4. 多边定位：通过收集至少四颗卫星的伪距信息，解算出接收机的精确地理位置。
5. 数据处理与修正：实际应用中，接收机会采用各种修正技术和算法来提高定位精度，例如差分GPS或实时动态定位技术。

GNSS传感器能够提供全球覆盖、实时定位、高精度定位、可靠性与稳定性，并且可以与车辆系统深度集成，实现智能化的车辆操控和管理。然而，GNSS系统也存在一些劣势，例如信号遮挡、多路径效应、信号干扰、初始化时间以及安全风险。

三、GNSS变形监测

GNSS变形监测是一种利用全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）技术进行地表或结构体变形测量的方法。GNSS技术因其高精度、全天候、实时性等优势，在变形监测领域得到了广泛应用。

以下是GNSS在变形监测方面的一些关键点：

1. 自动化监测系统：GNSS技术可以用于建立无人值守的自动化监测系统，例如在大坝、桥梁、高层建筑物等结构上的应用，实现实时位移监测。
2. 高精度测量：使用双频GNSS接收机可以提高测量的精度，例如在地面沉降监测中，精度可以达到毫米级。
3. 多场景应用：GNSS技术不仅可以应用于单一结构的监测，还可以用于地质灾害如滑坡的监测，以及区域性的环境和灾害监测。
4. 全天候监测能力：GNSS系统具有全天候监测的特点，即使在极端气象条件下，如台风和暴雨，也能进行有效的变形监测。
5. 实时预警能力：GNSS监测系统能够提供实时预警，对于可能发生的灾害性变形提供及时的反馈。
6. 虚拟参考站技术：在某些GNSS变形监测应用中，可以采用虚拟参考站技术，以减少监测成本并提高灵活性。
7. 技术规程和标准：随着GNSS在变形监测中应用的普及，相关的技术规程和标准也在逐步制定和完善，以规范监测过程并保证监测结果的准确性。
8. 综合服务系统：GNSS基准网的建设，为水利工程、环境监测、公共安全等领域提供了空间信息服务，促进了数字化和信息化的发展。

GNSS变形监测技术的发展，为地表稳定性分析、工程结构安全评估以及灾害预防和响应提供了重要的技术支持。