现在我国水电开发多集中在西南地区,这些地区河道天然落差大,适合修建高坝大库。由于这些地区属地震高发区,经济不发达,交通闭塞,缺乏防渗材料,因此,混凝土面板堆石坝是首选坝型。修建大坝必须对其进行安全监测,保证其安全运行,对于混凝土面板堆石坝坝体沉降和面板挠度能最直观的反应大坝的运行状态,所以坝体沉降和面板挠度监测是必不可少的项目。但是随着坝高的增大,水管式沉降和测斜仪已经很难满足监测的需求,而且这些常规仪器都是点式监测,使用寿命很有限。因此,必须开发一种更有效的监测方法来解决这一实际工程问题。本文针对常规仪器在监测中的不足和新型仪器光纤陀螺易受振动和漂移而影响测量精度的问题,提出一种光纤陀螺捷联惯导监测大坝变形的方法,即利用光纤陀螺和加速度计组合测量物体的倾角值,再根据倾角的变化计算出坝体的变形。首先,研究了光纤陀螺和加速度计的测量误差,精确的计算出本系统监测大坝变形的监测范围和精度,其精度能达到毫米级。提出一种改进的监测大坝变形的计算方法,将监测过程中监测小车的运行速度以分段函数的形式给出,在一定程度上能解决监测小车运行不匀速的问题。其次,研究光纤陀螺捷联惯导算法,简单介绍了航天的捷联解算算法。分析大坝变形监测需要的测量元素,提出基于卡曼滤波融合的捷联解算方法,主要通过卡曼滤波融合解算出测量的最优倾角值。光纤陀螺和加速度计测量过程都会有噪声,研究了小波分析的滤波降噪分析方法,针对本论文采用db3小波基进行滤波降噪效果最佳。第三,光纤陀螺捷联惯导系统监测大坝变形的平台实现,主要包括监测管道、监测小车、光纤陀螺、加速度计、数据采集板、数据记录仪、电源设备及软件开发。介绍监测管道的安装埋设,监测小车加工制造。主要研究低动态、高精度光纤陀螺,通过数据采集板实现光纤陀螺和加速度计的同步采样和数据融合,融合后的测量数据实时的存储到数据记录仪中。软件开发主要利用MATLAB这款数学软件进行编程完成复杂的解算,最终解算出大坝变形值并绘制变形曲线。最后,通过现场实验和数据分析,验证了光纤陀螺捷联惯导监测系统监测大坝变形是可行的,测量稳定性好,重复性高,测量精度高。低动态、高精度光纤陀螺比高动态、高精度光纤陀螺的监测效果更好,稳定性更高,更适合用于监测大坝变形。为大坝变形监测提供一种全新的测量方法。