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大地变形测量是研究地壳运动及其地质灾害监测的一种重要手段，它对地球动力学研究和地震前兆观测也具有重要意义。国内外的各种基于地面的大地变形测量仪器发展较为缓 慢，在水平方向上的大地位移测量仪器更是少见。本文详细地阐述了一种新型的大地水平位 移测量仪的研究情况，提出了一种基于圆锥摆结构的数字化水平位移测量仪器的设计方案， 其主要特点是：结构对称，在水平面内二维响应好，稳定性高。
第一章：基于地面的大地变形测量仪器的现状：本章首先综述当今国内外该类仪器的发展现状，其次结合大地变形测量和地质灾害监测的需要，提出了研制一种新型的大地二维水平位移测量仪器的课题，并对本课题的研究内容进行了概述。
第二章：大地水平位移测量仪器的基本原理：本章主要讨论了有关大地水平位移测量仪器的测量原理以及测量仪器的基本结构，结合简化的质量弹簧系统阐述了大地水平位移测量的基础，测量大地运动的关键在于建立一个测量相对基准点，或称为准静止参考系。 第三章：大地测量中的长周期摆系统：本章就大地水平位移测量仪器的核心部分长周期摆进行了系统的阐述，主要就长周期摆的实现方法，现阶段的一般测量仪器中的长周期摆系统的基本实现方法及低频特性进行了相关的调研，结合我们的实际情况，给出了圆锥摆周期的计算方法以及基本的实验结果，在国内首次提出并实现了大地水平位移测量仪器中的圆锥摆结构。 第四章：大地水平位移测量仪的结构：本章就大地水平位移测量仪的机械结构及各部分的基本特征进行了阐述，结合实际的情况给出了具体的实现方法。其次从理论上，给出了一般单摆以及复摆的振动传输特性，并根据圆锥摆的结构推导了其传输特性方程，通过数学仿真和计算，分析了基于圆锥摆测量大地水平位移的可行性，为大地水平位移测量奠定了良好的理论基础。 第五章：微位移测量系统：本章主要探讨和研究大地水平位移测量仪器中的高精度位移测量系统的实现方法，结合所做实验以及现有的一般位移测量方法，提出了利用红外线光电系统进行位移测量的方法，研制了一种无接触的，遮挡式的高精度位移测量仪，它可作为基于圆锥摆测量大地水平位移的重要手段。
第六章：圆锥摆的控制：圆锥摆的控制是实现大地水平位移测量的连续性以及稳定性的必要手段，我们结合理论分析给出了阻尼以及控制的必要性，提出了电磁控制的基本思路和实现方法。用所研制的电磁控制器对圆锥摆进行了相关的控制研究。
第七章和第八章：实验结果、讨论和后续研究的展望：主要介绍了我们进行的单摆，复摆．圆锥摆实验，并给出了相关数据结果，结合我们制作的圆锥摆进行了相关测量，研究了圆锥摆水平位移测量系统的工作特性以及环境要求，提出一些改进措施,并对今后的研究工作进行了展望。