虚拟仿真技术将相应的监测点专题图或地质图、行政规划图等成果图件与地表模型叠加，实现二维信息和三维模型一体化集成与表达。结合高程数据呈现的立体感，可以很直观地分辨出轨道、公路以及建筑物所处地势，研究者可以随时确定某点的具体位置以及地上、地下等周边环境。
（5）地面沉降趋势预测评价
地面沉降的预测评价应当依据调查和监测取得的数据及沉降分析成果，通过正确的、合理的、有根据的地面沉降趋势预测评价，对其稳定性变化的总趋势和区域性特征进行评价和预测，对地面沉降速率、可能的沉降超标时间进行预测，并利用后续的观测数据进行验证，得到关于地面沉降可能的危害性和危险性的结论，供轨道交通指挥中心参考使用。 2.3 关键技术研究 2.3.1 快速定位技术
目的在于确定用户地理位置，为用户及主管部门提供快速定位服务。北斗卫星导航定位系统使用的卫星，以快速捕捉信号和传送大量数据见长，从用户发出定位申请，到收到结果，只需1秒钟。而在这1秒钟内，整个系统要完成发送申请信号、上传卫星、经地面控制中心计算出位置，再将定位信息发送分析终端等流程，而其中快速捕捉信号只用了几毫秒。资料显示这项20年前设计的快捕技术，在今天仍属世界最先进的技术，可以快速捕捉监测区高程位移变化。北斗沉降监测系统定位精度高，平面精度优于±2.5mm、垂直精度优于±5.0mm。最短定位更新时间小于1秒，一次定位成功率95％。
2.3.2 精密授时技术
卫星授时与导航定位技术是最重要、最关键的国家基础设施建设保障技术之一，而高精度的时间则是导航定位的基础。北斗高精度授时可为各类用户尤其是现代通信网及电力网提供全天候、全天时的高精度时间标准，对于保障国民经济的日常运作甚至国家安全都至关重要。北斗授时采用中国的北斗导航系统进行高精度授时。北斗无源授时型接收机仅接收北斗卫星信号，在注入接收机当前的地理位置后便可以实现精确的授时。两星型无源北斗接收机需要输入准确的经纬度和高度坐标才能进行准确授时，不便于工程安装和使用，不能满足动态授时需求。?而三星接收机可以只输入准确高程即可实现高精度授时，而且如果有高程持续输入，可以满足动态授时应用。 2.3.3 短报文通信技术
北斗卫星导航定位系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字简讯通信能力，每次可发送120字节，在遇到紧急事件基站失效的情况下，可以利用接收仪器本身进行数据解算获取三维坐标，并自动通过卫星方式将与无线网络失联的监测站点信息发送到监测中心服务器端。一般用户1次可传输36个汉字，经核准的用户可利用连续传送方式最多可传送120个汉字。这种短报文通信服务，GPS无法提供。 2.3.4 物联网技术
北斗监测设备与物联网技术相结合，其核心和基础仍然是互联网技术，是在互联网技术基础上延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。物联网技术可以通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统(GPS、北斗)、激光扫描器等信息传感设备，按约定
的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。北斗沉降监测技术中的北斗监测接收设备可以组建物联网，利用无线网络与监测中心服务器进行信息传递。 2.3.5 无线数据传输技术
通信网络是连接基准站、监测站和监测中心的通讯链路。从轻轨周边地面沉降区域监测点可以看出，监测点之间的距离较近，监测点分布在城市里，高楼林立，遮挡物体比较多，采用有线传输方式的施工难度更大，采用无限覆盖传输方式比较适合。北斗地面沉降监测系统的无线数据传输技术有无线蓝牙、无线WiFi、2G（GPRS）/3G等，北斗卫星数据量相对较大，一般选用3G无线通信技术。 2.3.6 智能预警技术
智能预警技术包括了轻轨在北斗地面沉降监测系统上两个重要数值的报警技术，瞬时阀值和累计阀值。
瞬时阀值，是当轻轨经过该区域时由于自身的重量形成的重力对于该地区地质、基石的瞬时压强，所造成的地面沉降数值的瞬时变化，当轻轨列车驶出该区域之后，地面沉降数值恢复正常。此时，通过专业地质知识，设定一个地面沉降安全数值，超过这一数值时，系统自动报警，给工作人员提出警示。
累计阀值，是在一段时间里该区域受到轻轨驶过，由于自身重力对该区域地质、基石的累计压强，所造成的地面沉降数值的累计变化。除此之外，由于该区域自身地质条件，地下水等原因，本身也会造成日积月累的自然沉降。两者加在一起的累计变化会对轻轨线路造成不可估量的危害，此时，需要结合该区域综合的地质、水文、人文条件，对该区域设定一个地面沉降数据的累计阀值，通过北
斗系统来进行监控，当累计沉降值超过阀值时，进行报警，消除隐患。
北斗智能预警技术既可实现轻轨地面沉降数值的瞬时预警，也可以进行累计沉降值预警，它可以通过无线数据传输技术的应用，把卫星定位信息反馈到监测端进行解算预警，消除轻轨沿线的地面沉降安全隐患，起到控沉防沉的作用。 2.3.7 沉降曲线分析技术
通过北斗系统对轻轨沿线的地面沉降数据的观察、监测、记录，生成二维的图表，对监测到的地面沉降数据具有直观的认知。二维坐标图的横抽上标明的是时间轴，对地面沉降数据各个时间点进行记录；纵轴上标明的是沉降数值，对应横轴上各个时间点的下沉量；最后，把每个单独的点连接成曲线，就有了对该区域轻轨地面沉降数据的直观认知，得到地面沉降数据的曲线变化图。 三、北斗地面沉降监测与其他技术的对比 3.1 传统沉降测量技术
沉降监测包括沉降体整体变形监测，沉降体内应力应变监测，外部环境监测如降雨量、地下水位监测等等。变形监测是轨道交通的重要内容，也是判断沉降的重要依据。以往变形监测方法是用常规大地测量方法，即：平面位移采用经纬仪导线或三角测量方法，高程用水准测量方法。传统用于位移监测的仪器主要有：全站仪、位移传感器和激光测试等。
3.2 北斗沉降监测和传统测量方式的对比方案
传统的沉降监测技术虽然沿用了很长时间，但是有很多缺陷和不足，本研究将对北斗地面沉降技术和传统地面沉降测量技术在建设成本、维护难易程度、监测质量、实际环境等方面进行对比。
北斗地面沉降监测技术和传统地面沉降监测技术的对比方案：
1、建设成本上，计算出研究时间段里，两种技术在设备建立费用、设备维护费用的总和各是多少，然后进行对比。
2、维护难易程度上，计算出研究时间段里，两种技术在维护需要的人员数量和花费时间上各是多少，然后进行对比。
3、位移监测数据质量上，在研究过程中，对两种技术在垂直高程位移监测、横向水平位移监测的误差数值参数进行对比；记录两种技术监测的位移数据，进行精确程度对比。
4、实时性上，在研究过程中，记录数据回传过程中，对两种技术的用时长短进行对比。
3.3 北斗沉降监测和GPS沉降监测的对比方案
GPS地面沉降监测技术是现在运用的比较主流、比较成熟的技术，本研究将对北斗地面沉降技术和GPS地面沉降技术在覆盖范围、定位精度、实时监控、扩展应用、短报功能、经济成本、战略意义方面进行对比。
北斗地面沉降监测技术和GPS地面沉降监测技术的对比方案：
基于北斗的轻轨地面沉降监测技术研究
