近年来随着我国经济的飞速发展和土木行业工程设计与施工技术的不断进步，期间修建了大量的大型复杂高层建筑，这些大型复杂结构朝着跨度越来越大、高度越来越高的方向发展，导致结构自振周期长，自身阻尼小，对风的敏感性也越来越强，从而对恶劣环境的抵抗力下降，甚至在极端天气和自然灾害情况下产生突发事件，造成极为恶劣的社会影响。采用最先进的技术对重大工程的结构性能进行监测和诊断，并及时预测出剩余的使用寿命和做出维修决定意义重大。目前虚拟仪器的强大优势仍然受到越来越多工程技术人员的青睐，基于虚拟仪器技术的结构健康监测在土木领域内得到应用。本文针对结构健康监测技术的系统开发和高层建筑的风致振动实测数据结果进行分析和相关研究，主要内容如下：（1）针对超高层建筑的结构健康监测开发出基于NI CompatRIO和LabVIEW平台的数据采集系统，并通过TCP/IP协议实现采集数据的网络传输。（2）以广州国际金融中心为背景，采用GPS定位技术研究超高层建筑结构在强风作用下顶部的风致动态位移响应，同时对顶部风场环境进行同步监测，并实测得到此超高层建筑在强风作用下的同步风致加速度响应，根据同步实测的风致位移响应和加速度响应研究此超高层建筑的动力特性。（3）采用Hilbert Huang Transform技术，对风致GPS位移信号进行处理和分析，研究广州国际金融中心顶部影响GPS定位精度的环境因素以及GPS信号周跳和多路径效应重复性特点。（4）以广州利通广场为背景，对利通广场实施了在台风“韦森特”影响下的楼顶风速、风向和风致加速度响应的实时同步测试。获取了本次台风影响时此超高层建筑顶部的湍流强度、阵风因子及脉动风速功率谱密度等风场特性。通过对风致加速度的分析，研究了风致加速度的频谱特征、结构自振频率及其振型等相关动力特征，采用随机减量法求得结构第一振型阻尼比与振幅的非线性关系。另一方面，通过对此超高层建筑在无风荷载的环境激励条件下GPS楼顶位移的测试和分析，探讨了GPS多路径效应的形成机制及消除方法。并将GPS位移以及风致加速度获得的结构自振频率，与有限元分析结果进行对比分析。