淺談GPS測量在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用

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1、淺談GPS測量在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用摘要：GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）自20世紀80年代屮葉投入民用后,已廣泛地在導(dǎo)航、定位等各領(lǐng)域應(yīng)用，尤其在測量界的控制測量中起了劃時代的作用。關(guān)鍵詞：GPS測量技術(shù)；變形監(jiān)測；應(yīng)用屮圖分類號：P258文獻標(biāo)識碼：A引言隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS己經(jīng)逐漸用于變形監(jiān)測。GPS用于變形監(jiān)測具有精度高、不受氣候條件及通視條件限制、高度自動化等優(yōu)點。特別是在變形監(jiān)測中，揀棄了經(jīng)典測量中觀測方法復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理分析較難的問題。本文通過敘述GPS技術(shù)的特點及思路，分析GPS測量在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用。一、GPS變形監(jiān)測的特點1、測站間無需保持通視由于GPS定位時測站間無需保持

2、通視，可用于規(guī)則、不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測；可在瞬間精確記錄下被攝物體的信息及點位關(guān)系；從而可使變形監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)更為方便、自由，使中間傳遞過渡點省去了不少,并且節(jié)省了大量的費用。2、全天候觀測GPS測量配備防雷電設(shè)施后變形監(jiān)測系統(tǒng)就能實現(xiàn)全天候觀測，是基于不受氣候限制的這一條件，尤其還能在風(fēng)雨霧雪中進行正常觀測。對于泥石流、滑坡、防汛抗洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域來講這一點就顯得尤為重要。3、能同時測定點的三維位移采用傳統(tǒng)方法進行變形監(jiān)測時，平面位移通常是采用倒錘線、正錘線、全站儀極坐標(biāo)法、距離交會、邊角導(dǎo)線和方向交會等方法來測定的，而垂直位移則一般采用傾斜儀等手段來測定、液體靜力水準測

3、量、精密水準測量。垂直位移和水平位移的分別測定不僅增加了工作量，而且監(jiān)測的點位和時間也不一定一致，從而增加了變形分析的難度。4、系統(tǒng)誤差可以被削弱或消除在變形監(jiān)測中重要的不是變形監(jiān)測點自己本身的坐標(biāo)，而是在兩期變形監(jiān)測中之間所求得的變形監(jiān)測點的坐標(biāo)的差異。兩期變形監(jiān)測中所含的共同的系統(tǒng)誤差不會影響所求得的變形量，只會影響兩期的處標(biāo)值，也就是說在變形監(jiān)測中，接收機天線的量取天線高的誤差、定向誤差、整平誤差、對中誤差等并不會影響變形監(jiān)測的結(jié)果，只要天線在監(jiān)測過程中能保持固定不動就可以。5、全系統(tǒng)的自動化易于實現(xiàn)用戶要把GPS變形監(jiān)測系統(tǒng)建成無人值守的自動監(jiān)測系統(tǒng)，就要實現(xiàn)從數(shù)據(jù)報警、分析、處理、

4、采集、傳輸?shù)饺霂斓娜詣踊?。由于GPS接收機的數(shù)據(jù)采集工作是自動進行的，而且又為用戶預(yù)留了必要的接口。這對于長期連續(xù)運行的GPS測量監(jiān)測系統(tǒng)是很重要的，可降低監(jiān)測成本，提高監(jiān)測資料的可靠性。6、可直接用大地高進行垂直形變測量在GPS測量中高程系統(tǒng)一直是一個棘手的問題。因為GPS定位只能測定大地高，而在地形測量、工程測量及日常生活屮，大部分用戶需要的是正常高或正高。二、GPS數(shù)據(jù)處理的意義GPS測量技術(shù)已廣泛用于各類變形監(jiān)測。根據(jù)其監(jiān)測對象的特點，有三種不同監(jiān)測模式和作業(yè)：周期性重復(fù)測量；實時動態(tài)監(jiān)測和固定連續(xù)GPS測站陣列。第一種是常用的，每一周期測量點之間的相對位置，通過計算兩個觀測周期之

5、間相對位置的變化來測定變形，數(shù)據(jù)處理的方式是采取靜態(tài)相對定位。第二方式是在敏感工程建筑物和一些重點或關(guān)鍵地區(qū)布設(shè)永久GPS觀測站，在這些測站上，通過連續(xù)觀測，得到的數(shù)據(jù)然后傳送到數(shù)據(jù)處理中心進行處理。三、GPS技術(shù)進行工程變形監(jiān)測思路1、基準設(shè)計基準設(shè)計是一項可以反映工程變形體監(jiān)測成果是否準確、可靠的工作。由于受儀器和地形條件等其它因素的限制，監(jiān)測網(wǎng)的基準點不能離開變形監(jiān)測區(qū)域太遠，而且還顧及離變形監(jiān)測太近時，對于自身變形的彩響,常規(guī)的變形監(jiān)測的手段沒冇辦法進行測量，變形數(shù)值不能準確地反映。同時，由于GPS技術(shù)的不斷完善，高精度的儀器的面世，為了保證了數(shù)據(jù)的可信度，完全可以將基準點選在變形區(qū)

6、外。當(dāng)然根據(jù)監(jiān)測的變形體的特殊要求，規(guī)定一定的合適外部、內(nèi)部尺度基準，對數(shù)據(jù)成果的分析具有一定的意義。2、圖形結(jié)構(gòu)強度設(shè)計圖形強度設(shè)計指基準點與變形點之間的幾何圖形配置，相互連接和網(wǎng)屮獨立基線數(shù)目方式設(shè)計。第一，在圖形選擇過程屮，一定要考慮基準點對變形點的有效控制。然后，在參數(shù)識別和模型識別方面的設(shè)計將可保證真正的變形模型，和引起變形的真正因素，以便分析引起變形的真正因素并采取相應(yīng)的對策。在設(shè)計參考同時，它應(yīng)能有效地檢測出網(wǎng)中任何一個不穩(wěn)定點；在設(shè)計相對網(wǎng)時，應(yīng)出真正的變形模型。能正確地從幾種可能的變形模型中分離和檢測，可以從下面這個公式可以看出：為了保證變形分析結(jié)果止確，還需要GPS監(jiān)測網(wǎng)

7、具有檢測定位能力和良好的粗差。3、周期的設(shè)計和觀測時段針對周期和觀測時段，可以將工程及工程變形的性質(zhì)結(jié)合起來分析，作出有利用于監(jiān)測意圖和實現(xiàn)分析成果的最住觀測周期，同時，結(jié)合目前天空的?衛(wèi)星分布情況，衛(wèi)星的健康狀況，對于時段的一些外界因索的各種分析，得岀最佳的觀測時段。4、連續(xù)長時間觀測，分歷元數(shù)據(jù)處理對于連續(xù)不斷的工程變形，獲得的是這一時間段內(nèi)點位之間最直接的關(guān)系值。相對靜態(tài)定位方法通常是利用在某一時間段觀