随着我国经济的飞速发展和城镇化进程的加快,越来越多的人口涌入到城市,为缓解城市用地紧张的状况,适应高密度、集聚式的城市发展需求,高层、超高层建筑也如雨后春笋般迅猛增多。高层建筑物在长达几十年甚至上百年的营运期间,由于超长荷载、材料老化、构件缺陷等因素作用,结构将逐渐产生损伤累积,从而使结构的承载能力降低,在受到强风、地震等荷载作用时,会造成难以估量的生命与财产的损失。此外,城市化建设加快,地下水的开采以及地下交通工程的修建,会导致区域地表沉陷,对周边高层建筑物的健康及安全造成影响。因此,如何实时、高效、高精确、高可靠性的监测和诊断高层建筑物的健康状况,及时发现结构损伤,对可能出现的灾害进行预测,评估服役期间的安全性、可靠性都对建筑物正常运营具有非常重要的现实意义。以美国GPS、俄罗斯Glonass,欧盟Galileo以及我国BDS为代表的全球卫星导航定位系统GNSS以其精度高、速度快、全天候等优点,成为当今国内外最先进的形变监测手段之一。本文以高层建筑物形变监测为对象,重点研究了GNSS应用于该领域的最佳定位模型及其精度、可靠性等关键技术问题,主要研究内容如下:(1)探讨了高层建筑物形变监测领域的应用现状及存在问题,在分析比较常规相对定位、精密单点定位等多种定位模型的基础上,重点研究了单历元算法模型及其在形变监测方面的优势和存在问题。(2)分析了GNSS系统主要误差源及其消除减弱方法,针对城市高层建筑物林立环境下,多路径效应较为严重的问题,通过设计实验,利用实测数据重点研究城市高层建筑物环境下多路径效应特点以及站点选址与仪器选型等关键问题。(3)重点研究了GNSS单历元算法,并围绕该模型设计了相应的数据库、研究了便于直观解释形变监测成果的四参数坐标转换模型以及后续进行形变趋势预报的多元回归模型,给出GNSS高层建筑形变监测系统设计与实现方案。(4)利用本文设计的形变监测系统,选择我校典型教学楼制定多种实验方案,验证了系统的精度、可靠性、时效性和可用性。