结构位移是判断结构空间位移是否满足施工误差要求、结构标高是否达到设计要求以及施工方案调整依据的重要指标,是反映结构变形特征、控制结构受力性能优劣的重要指标。然而由于传统位移监测需要固定参考点且传感器布置的位置和数量有限,位移监测数据不能够对结构进行全面安全评估。因此,分别提出基于监测数据的静态位移响应估计方法与动态位移响应估计方法。本文主要研究工作从以下三个方面展开:基于倾角监测的静态位移响应估计方法。将结构划分断面,在断面内构造节点斜率,构造荷载作用下断面节点位置曲线数学模型,建立斜率与倾角的关系、斜率与断面节点位置曲线的关系。基于倾角监测数据,获得断面节点位置曲线,实现断面节点的两向位移估计。基于相交断面相交节点的两向位移,确定相交节点的三向位移,考虑位移待估计点与及其范围内的相交节点,通过反距离加权插值法分别计算位移待估计点的三向位移,验证所提基于倾角监测的静态位移响应估计方法的有效性。基于加速度监测的动态位移响应估计方法。通过累积质量参与系数确定目标位移模态,基于目标位移模态振型进行适应度函数的选取,通过粒子群优化算法搜索适应度函数的最大值实现传感器的优化布置。通过最小二乘支持向量机,利用多荷载工况的响应变量,建立加速度响应与位移响应之间的映射关系,并利用粒子群优化算法对映射模型参数进行优选,实现待估计点的动态位移响应估计。考虑实测点数量、训练数据量以及噪声干扰对响应估计精度的影响,验证所提基于映射关系的结构动态位移响应估计方法的有效性。基于深圳湾体育中心的动态位移响应估计。根据深圳湾体育中心节点的平面分布,筛选主要受荷载节点,基于粒子群优化算法在这些节点范围内优选出加速度传感器的布设位置。基于深圳湾体育中心风洞试验的节点风压系数,确定在0°、40°、90°、140°、180°、220°、270°、320°八种风向角下的等效节点风荷载,通过仿真获取结构在八种工况的结构响应。建立加速度响应与位移响应之间的映射关系,基于响应映射关系对待估计点进行动态位移估计,验证该方法在复杂大跨空间结构上的有效性。