近年来随着各类水工建筑物、大型桥梁、高层建筑物的日益增多，各类建筑及其周边环境的安全监控变得十分重要。由于物体（山体、大坝、桥梁等）发生重大事故之前一般都有一个缓慢的变形过程，而物体的变形表现为其许多组成部分的位置发生改变，因此可以通过监测物体各个组成部分的微小位移分析出其变形情况及其发展趋势，实现对各种物体安全性能的监控。针对远程目标微小位移监测系统国内外开展了一系列的研究，也初步建立了一些实验性的系统，例如GPS山体滑坡监控系统、真空激光大坝安全监测系统等，但是由于这些系统大多具有成本过高、安装和使用过于复杂等缺点，一直无法得到广泛的应用，因此到目前为止可以实用化的微小位移自动监测系统还是非常缺少。基于以上考虑，本论文把工作定位在研制一套能够用于远程目标微小位移监测的高精度、低功耗、使用方便并且具有多点监测以及远程通信能力的自动监测系统上。该系统设计的基本思路是使用CCD摄取目标图像，通过监控目标中心在图像中的位置变化实现对远程目标微小位移的准确监测。本论文的主要工作如下：1 对监测系统的总体结构、硬件以及软件进行了详尽的设计。系统以PC/104嵌入式计算机为控制核心，利用激光、CCD和图像处理技术共同实现目标位移监测；采用PC/104总线构建硬件系统实现系统的小型化、低功耗以及高可靠性需求；使用步进电机与经纬仪使系统具有多点监测功能；利用RS232串口和数传电台使系统可以与远程控制中心进行通信。2 对影响系统测量精度以及可靠性的主要因素进行了深入的分析，并且根据这些分析提出了相应的解决方法。例如通过对靶标光源以及成像系统的合理设计克服大气衰减影响；通过采集多幅图像求平均的方法克服大气湍流带来的像点抖动；利用目标定位误差校正、建立高精度参考站等方法大幅度提高系统测量精度；采用光斑细分技术突破成像系统的分辨极限；通过对图<WP=4>像处理算法的合理设计使系统可以适应各种背景条件，实现对各种环境下目标的全天候高精度监测。3 对大部分设计工作进行了理论证明和实验验证，并取得了一系列具有较大借鉴意义的结果。 论文在完成以上工作之后，初步建立了一套目标距离1km、测量位移分辨率1cm、能进行多点监测以及远程通信、同时适应各种天气变化的小型、自动监测系统。它具有成本低、可靠性高、体积和功耗小、安装和使用都非常方便等特点，可以很好的用于山体、桥梁、大坝等各类物体的安全监控工作，有较大的理论和实用价值。