基于激光多普勒效应的测量技术具有非接触测量、线性特性、较高的空间分辨率和快速动态响应等优点，在国内外得到了广泛应用。现有的用于测量固体目标运动参量的激光多普勒测量技术，大多采用传统的双光束模式，在进行目标移动测量时，存在一些局限，例如，测量距离比较近，测量和调准不方便，以及不能实现沿光轴方向运动参量的测量。滑坡是一种特殊的固体目标，滑坡监测要求监测系统具有较大的测量距离、较好的实用性等特点。显然，现有的激光多普勒测量技术不能满足滑坡监测的需要。目前，用于滑坡监测的技术方法，例如全球定位系统、电子距离测量系统等，已经被成功应用于滑坡监测中。然而，它们只能测量滑坡的位移，而不能实现滑坡移动速度的实时监测。另外，它们的测量精度有待进一步提高。　　 为了打破激光多普勒测量技术在固体目标运动参量测量方面存在的局限，弥补现有滑坡监测技术在时间分辨率和测量精度上的不足，本文进行了关于固体目标沿光轴方向缓慢移动监测技术的研究，并将激光多普勒测量技术应用到滑坡监测中。本文从监测系统的实用性、自动化、有效性等角度出发，设计开发了自动跟踪激光表面测速系统，该系统采用目标自动跟踪监测、数字信号实时采集与处理、数据高速传输等技术方法，可以实现滑坡等固体目标缓慢移动的长期、实时、自动监测，并充分体现了激光多普勒测量技术在测量精度和时间分辨率上的优势。本文研究的主要内容包括：　　 (1)分析滑坡等固体目标对监测系统在测量距离、测量精度、实用性、成本等方面的要求，设计基于单光束测量模式的光学系统，弥补了现有测量装置的不易调准、操作困难、测量距离近等缺陷，可实现固体目标沿光轴方向移动的准确测量；　　 (2)采用放大、滤波等技术方法对光学系统收集的激光多普勒信号进行适当调理，减小信号中混杂的噪声和干扰，并使其适合数据采集的需要；　　 (3)分析热噪声、过剩噪声、散粒噪声、分配噪声等噪声在频带内的分布状况，基于噪声和干扰的加性特性，提出“信号搬移消除噪声法”。该方法不需要关于多普勒信号的统计或先验信息，可以将常规去噪技术难以滤除的与多普勒信号混杂在一起的噪声和干扰有效消除，改善了激光多普勒信号的信噪比；　　 (4)基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术，设计开发数据采集、预处理系统，实现激光多普勒信号的模/数转换、实时数据采集和数据预处理；　　 (5)采用基于信号的“自适应最优核时频表示”对多普勒信号进行时频分析，获得目标的实时移动速度信息；　　 (6)基于USB2.0接口技术，实现数据的高速传输，以及计算机对监测系统的控制；　　 (7)提出“假随机采样一致性”算法，实现目标图像中椭圆的快速识别；　　 (8)基于反馈控制技术和图形识别方法，设计开发目标自动跟踪控制系统及相应的“允许偏差式”控制方法，实现目标任意移动的自动跟踪；　　 (9)设计计算机应用软件，实现对监测系统的控制和数据的分析处理；　　 (10)对监测系统进行测试，考察系统在测量距离、测量精度、测量误差等方面的性能指标。　　 本文设计开发的自动跟踪激光表面测速系统，能够实现滑坡等固体目标的自动跟踪及其沿光轴方向速度、位移的实时精密测量，测量精度可达亚微米级。反光膜的合理应用，使该测速系统的实际测量距离仅受限于测量光束的入射角，测量距离大于50米，可以满足滑坡等较远距离固体目标缓慢移动监测的需要。该测速系统能够实现滑坡亚微米级移动速度的准确监测，它所获得的高精度、实时、连续监测数据，可以帮助更精确地了解滑坡运动过程，建立更好的滑坡运动模型，以及更准确地预测滑坡灾害。目前尚未见到类似的能够实现滑坡亚微米级移动速度监测的测量装置。　　 本文所研究的关于固体目标缓慢移动的激光多普勒实时监测技术，不仅可以应用于滑坡监测，而且可以用于其它监测、检测领域，例如，桥梁、大坝、楼宇等工程结构变形状况的检测，以及工件精密加工等。