GNSS技术因其具有测量精度高、全天候作业、站间无需通视、自动化程度高等优势,已广泛应用于大型工程与地壳运动等变形监测领域。但GNSS受到空间相关误差的影响,基准站与监测站间距不可过长,且物理基准站在长期连续运行过程中必然会受到人类活动和自然因素的影响产生变形,进而影响监测结果。针对以上问题,本文研究了基于增强参考站(ARS)的GNSS变形监测虚拟基准构建技术,利用三维位置不变的虚拟基准代替传统物理基准站进行变形监测,主要研究内容及成果如下:1、分析虚拟基准观测值的生成过程,阐述了虚拟基准构建过程中的误差来源及处理方法,并以西南交通大学卫星导航定位研究中心自主研发的增强参考站系统ARS/VENUS软件为基础来构建虚拟基准。提出根据监测需求将虚拟基准变形监测模式分为目标点监测模式和区域监测模式,进而确定一个或多个虚拟基准的三维构建位置,使得虚拟基准与各监测点组成超短基线进行变形监测。2、对虚拟基准的有效性进行了检验:定量分析了虚拟基准构建过程中对流层延迟、电离层延迟、星历误差等误差的建模精度及其残差大小。利用虚拟基准和实际测站的GNSS观测数据,以TEQC软件对其进行观测质量检验,结果表明:虚拟基准在信噪比、多路径效应、周跳情况上均优于实测站。建立虚拟基准进行了基线解算效果测试,实验表明使用虚拟基准进行变形监测可获得良好监测精度,能正确反映监测点的位移变化情况。3、通过实验比较分析了影响虚拟基准解算精度的主要因素,实验结果表明:虚拟基准基线解算精度与处理时长紧密相关,相同条件下解算时长越长解算精度越高,6h基线解算精度平面方向优于2mm、垂直方向优于7mm,24h基线解算精度平面方向1.10mm、垂直方向优于3mm。虚拟基准在北斗/GPS融合系统下的可见卫星数、PDOP值及定位精度均优于各单系统,单系统中北斗系统与GPS精度相当。CORS网型结构是影响网络RTK定位服务性能的主要因素之一,但在构建虚拟基准时,参考站网型结构对其监测精度影响较小,具体表现为在参考站观测数据质量良好的情况下,根据不同网型结构所建立的虚拟基准可获得相当的监测精度。利用虚拟基准对网外监测用户进行变形监测时,对于外延距离较短的用户仍然可以正确得到位移变化情况,且与网内用户监测精度相当。4、对虚拟基准变形监测进行了应用实例分析:利用成都区域CORS网络3个参考站2019年3月至4月的观测数据,组成监测网络构建虚拟基准对网内4个均匀分布的监测站进行变形监测,获得各监测站位移时间序列。结合GAMIT/GLOBK软件解算结果进行对比分析,结果表明两组位移数据变化趋势相同、精度相当,由虚拟基准监测方法所得各监测站基线重复精度(平面)在1.5mm以内,具有较高的监测灵敏度,均正确反映了各监测站的实际位移情况,将虚拟基准用于GNSS变形监测是可行的。基于虚拟基准的变形监测方法在监测网络中精度分布均匀,是一种高精度位置无关的GNSS变形监测方法,无论监测用户位于监测网络何处区域,均可获得高精度的变形监测服务。