淺議gps測(cè)量在工程變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用

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1、淺議GPS測(cè)量在工程變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用　　摘要：GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))自20世紀(jì)80年代中葉投入民用后,已廣泛地在導(dǎo)航、定位等各領(lǐng)域應(yīng)用,尤其在測(cè)量界的控制測(cè)量中起了劃時(shí)代的作用。關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量技術(shù)；變形監(jiān)測(cè)；應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào)：P258文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言隨著技術(shù)的發(fā)展，GPS已經(jīng)逐漸用于變形監(jiān)測(cè)。GPS用于變形監(jiān)測(cè)具有精度高、不受氣候條件及通視條件限制、高度自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。特別是在變形監(jiān)測(cè)中,擯棄了經(jīng)典測(cè)量中觀測(cè)方法復(fù)雜,數(shù)據(jù)處理分析較難的問(wèn)題。本文通過(guò)敘述GPS技術(shù)的特點(diǎn)及思路，分析GPS測(cè)量在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。一、GPS變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)1、測(cè)站間無(wú)需保持通視由于G

2、PS定位時(shí)測(cè)站間無(wú)需保持通視,可用于規(guī)則、不規(guī)則或不可接觸物體的變形監(jiān)測(cè)；可在瞬間精確記錄下被攝物體的信息及點(diǎn)位關(guān)系；從而可使變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布設(shè)更為方便、自由，使中間傳遞過(guò)渡點(diǎn)省去了不少,并且節(jié)省了大量的費(fèi)用。2、全天候觀測(cè)7GPS測(cè)量配備防雷電設(shè)施后變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)全天候觀測(cè)，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(jìn)行正常觀測(cè)。對(duì)于泥石流、滑坡、防汛抗洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)講這一點(diǎn)就顯得尤為重要。3、能同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維位移采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí)，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(huì)、邊角導(dǎo)線和方向交會(huì)等方法來(lái)測(cè)定的，而垂直

3、位移則一般采用傾斜儀等手段來(lái)測(cè)定、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量、精密水準(zhǔn)測(cè)量。垂直位移和水平位移的分別測(cè)定不僅增加了工作量，而且監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位和時(shí)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(cè)中重要的不是變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)自己本身的坐標(biāo)，而是在兩期變形監(jiān)測(cè)中之間所求得的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)的差異。兩期變形監(jiān)測(cè)中所含的共同的系統(tǒng)誤差不會(huì)影響所求得的變形量，只會(huì)影響兩期的坐標(biāo)值，也就是說(shuō)在變形監(jiān)測(cè)中，接收機(jī)天線的量取天線高的誤差、定向誤差、整平誤差、對(duì)中誤差等并不會(huì)影響變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果，只要天線在監(jiān)測(cè)過(guò)程中能保持固定不動(dòng)就可以。5、全系統(tǒng)的自動(dòng)化易于實(shí)現(xiàn)7用戶(hù)要把GPS

4、變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成無(wú)人值守的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就要實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)報(bào)警、分析、處理、采集、傳輸?shù)饺霂?kù)的全自動(dòng)化。由于GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)采集工作是自動(dòng)進(jìn)行的，而且又為用戶(hù)預(yù)留了必要的接口。這對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的GPS測(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是很重要的，可降低監(jiān)測(cè)成本，提高監(jiān)測(cè)資料的可靠性。6、可直接用大地高進(jìn)行垂直形變測(cè)量在GPS測(cè)量中高程系統(tǒng)一直是一個(gè)棘手的問(wèn)題。因?yàn)镚PS定位只能測(cè)定大地高，而在地形測(cè)量、工程測(cè)量及日常生活中，大部分用戶(hù)需要的是正常高或正高。二、GPS數(shù)據(jù)處理的意義GPS測(cè)量技術(shù)已廣泛用于各類(lèi)變形監(jiān)測(cè)。根據(jù)其監(jiān)測(cè)對(duì)象的特點(diǎn),有三種不同監(jiān)測(cè)模式和作業(yè)：周期性重復(fù)測(cè)量；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

5、和固定連續(xù)GPS測(cè)站陣列。第一種是常用的，每一周期測(cè)量點(diǎn)之間的相對(duì)位置，通過(guò)計(jì)算兩個(gè)觀測(cè)周期之間相對(duì)位置的變化來(lái)測(cè)定變形，數(shù)據(jù)處理的方式是采取靜態(tài)相對(duì)定位。第二方式是在敏感工程建筑物和一些重點(diǎn)或關(guān)鍵地區(qū)布設(shè)永久GPS觀測(cè)站，在這些測(cè)站上，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)，得到的數(shù)據(jù)然后傳送到數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理。三、GPS技術(shù)進(jìn)行工程變形監(jiān)測(cè)思路1、基準(zhǔn)設(shè)計(jì)7基準(zhǔn)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)可以反映工程變形體監(jiān)測(cè)成果是否準(zhǔn)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(cè)網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)不能離開(kāi)變形監(jiān)測(cè)區(qū)域太遠(yuǎn)，而且還顧及離變形監(jiān)測(cè)太近時(shí)，對(duì)于自身變形的影響，常規(guī)的變形監(jiān)測(cè)的手段沒(méi)有辦法進(jìn)行測(cè)量，變形數(shù)值

6、不能準(zhǔn)確地反映。同時(shí)，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(zhǔn)點(diǎn)選在變形區(qū)外。當(dāng)然根據(jù)監(jiān)測(cè)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(zhǔn)，對(duì)數(shù)據(jù)成果的分析具有一定的意義。2、圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)圖形強(qiáng)度設(shè)計(jì)指基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)之間的幾何圖形配置，相互連接和網(wǎng)中獨(dú)立基線數(shù)目方式設(shè)計(jì)。第一，在圖形選擇過(guò)程中,一定要考慮基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)變形點(diǎn)的有效控制。然后，在參數(shù)識(shí)別和模型識(shí)別方面的設(shè)計(jì)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(duì)策。在設(shè)計(jì)參考同時(shí)，它應(yīng)能有效地檢測(cè)出網(wǎng)中任何一個(gè)不穩(wěn)定點(diǎn)；在設(shè)計(jì)相對(duì)

7、網(wǎng)時(shí)，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(cè)，可以從下面這個(gè)公式可以看出：為了保證變形分析結(jié)果正確,還需要GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)具有檢測(cè)定位能力和良好的粗差。3、周期的設(shè)計(jì)和觀測(cè)時(shí)段7針對(duì)周期和觀測(cè)時(shí)段，可以將工程及工程變形的性質(zhì)結(jié)合起來(lái)分析，作出有利用于監(jiān)測(cè)意圖和實(shí)現(xiàn)分析成果的最佳觀測(cè)周期，同時(shí)，結(jié)合目前天空的衛(wèi)星分布情況，衛(wèi)星的健康狀況，對(duì)于時(shí)段的一些外界因素的各種分析，得出最佳的觀測(cè)時(shí)段。4、連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè),分歷元數(shù)據(jù)處理對(duì)于連續(xù)不斷的工程變形，獲得的是這一時(shí)間段內(nèi)點(diǎn)位之間最直接的關(guān)系值。相對(duì)靜態(tài)定位方法通常是利用在某一