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1、變形監(jiān)測中GPS定位技術應用探究 摘要：當前的變形監(jiān)測中，因工程項目種類、項目規(guī)模和觀測方法不同，監(jiān)測目的和條件的多樣性，以及其精度要求不斷提高，使得在變形監(jiān)測中的GPS定位技術的應用要求也相應有所改變。本文筆者就變形監(jiān)測中GPS定位技術的特點進行研究和分析，結合相關工程的實例，提出一些自己的看法。關鍵詞：變形監(jiān)測；測量；GPS定位技術；應用中圖分類號：TB22文獻標識碼：A文章編號：一、變形監(jiān)測的技術特性（一）精度要求高8隨著城市中樓層越來越高，變形監(jiān)測網(wǎng)測量的精度要求隨之增高，絕對精度要達到毫米量級，其相
2、對測量的精度必須要達到10μm。不管什么樣的等級控制點之間的絕對空間的定位精度，均滿足不了變形監(jiān)測測量精度達到毫米級的需求，因此，變形監(jiān)測控制網(wǎng)通常不具有上級網(wǎng)控制下級網(wǎng)的需求以及意義，其高精度的要求也僅僅只是指滿足該工程項目要求的相對精度。由于起始數(shù)據(jù)自身的要求，一般主要考慮的是該工程項目點位的合理性以及其相對精度條件是否符合工程的需求等，其選擇的原則為符合工程需求便于技術的實現(xiàn)以及效率成本比高等為主，具有一定的靈活性。根據(jù)各工程在三維變形精度的具體要求，必須利用先進的技術手段、設備以及儀器來實施測量工作，其
3、基本的特點就是三維空間定位的高精度特性。（二）觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性、周期重復性由于變形監(jiān)測的特殊要求，必須對同一個觀測點進行連續(xù)、反復觀測。傳統(tǒng)意義上的測量，受到時間、通視等條件的限制，無法滿足變形監(jiān)測中對觀測點測量工作的要求，引進GPS高精度測量是適應新形勢下變形監(jiān)測的需要和手段。（三）控制網(wǎng)相對獨立性監(jiān)測網(wǎng)著重于研究點位的變化，變形監(jiān)測工作主要關心的是測點的點位變化情況，而對測點的絕對位置并不過分關注，應此，在變形監(jiān)測中，常采用獨立的坐標系統(tǒng)。其坐標系統(tǒng)應該為平面的直角坐標，同時其投影平面應該為工程抵償高程面，
4、其投影的方式為一種高斯正形投影，其中中央子午線的位置應該在工程所在區(qū)域的中心位置，其高程系統(tǒng)應該采用國家的統(tǒng)一高程基準，具有一定的獨立性。（四）起算點分布不均勻性在變形監(jiān)測過程中，由于對起算數(shù)據(jù)誤差的要求較高，就其方案的選擇大多采用屬于本工程的相對獨立坐標系統(tǒng)。通常情況下，不可將原坐標中的這些已知控制點來作為其起算點，而這一要求也使得變形監(jiān)測控制網(wǎng)中的起算點分布不均勻。8（五）變形監(jiān)測控制網(wǎng)圖形條件多變性變形監(jiān)測控制點設置的圖形條件主要取決于工程場地的條件以及工程任務的需求，通常是由中點多邊形、基準線、大地四邊
5、形、GPS面?zhèn)鬟f或者邊傳遞、三角網(wǎng)所構建的圖形，對于構成圖形的角度條件與邊長條件并沒有具體的要求，這一點和普通大地控制網(wǎng)或者常規(guī)的測量控制網(wǎng)有著一定的差別。二、GPS定位技術的特性8GPS定位技術作為當前最新的空間定位技術，在變形監(jiān)測網(wǎng)中其技術特性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，網(wǎng)中的基線邊較短，其區(qū)域的范圍較小，通常情況下不會大于5km，并且在工作的GPS接收機衛(wèi)星信號具有相同誤差的特性，比如電離層與對流層的折射誤差等，經(jīng)過差分來進行結算，在一定程度上這些公共的誤差可以抵消。在應用過程中，只需要通過合理、科學的
6、觀測方案設計，就可獲得高精度觀測成果。第二，利用精密衛(wèi)星星歷。在觀測點定位中應用精密衛(wèi)星星歷是其基礎，在一定程度上能夠使被調(diào)制在L1載波中所包括衛(wèi)星軌道信息和GPS衛(wèi)星軌道參數(shù)等多種不同信號進行分量，可以獲取更加準確地觀測值，降低其測量的誤差。第三，容易獲得較高的相對精度。在WGS—84的坐標下，GPS的測量能夠獲得很高的相對精度，同時其基線向量自身的相對精度能夠達到10-5—10-8，若其觀測方式得當，再加上相應的數(shù)據(jù)處理方式，通過網(wǎng)平差后，其GPS點自身的相對定位技能達到毫米級，甚者還會達到亞毫米級，符合變
7、形監(jiān)測的精度需求。第四，不需要通視，其工作點的選擇較為靈活，在常規(guī)的測量方法中，一般要求相鄰的觀測工作點間應該相互通視，而這種做法不僅容易使工作點的選擇受到工程條件的制約以及限制。相反，有時還會不得不增加一些連接點來實現(xiàn)通視，一定程度上加大了其測量的工作量，降低了測量的精度。而在GPS測量中，則不需要考慮工作站點之間的互相通視，加強了工作點選擇的靈活性。第五，自動化的程度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)全天的自動觀測。GPS系統(tǒng)屬于一種單程的系統(tǒng)，通常情況下，用戶只需要接收GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信號，其信號接收能夠晝夜觀測，在遇到小
8、雨或者霧等常規(guī)中不能觀測的條件也不會受到影響。此外，GPS外業(yè)觀測的操作較為簡單，其信號內(nèi)業(yè)處理主要是通過計算機來自動地完成，具有自動化、成本低和高效率等優(yōu)勢。三、GPS變形測量誤差的來源以及相關的應對措施（一）誤差的來源通8常來講，GPS定位誤差主要可分為三種：第一種是與衛(wèi)星信號相關的誤差，其主要是指衛(wèi)星鐘差與軌道偏差；第二種和衛(wèi)星信號傳播相關的誤差，其主要有多路徑效應、電離層、載波
