GPS在變形監(jiān)測中的技術(shù)及相關(guān)應用

1、https:/GPS 在變形監(jiān)測中的技術(shù)及相關(guān)應用在變形監(jiān)測中的技術(shù)及相關(guān)應用【摘要】GPS 導航定位技術(shù)及大地測量等學科的飛速發(fā)展是變形監(jiān)測革命性變革的助推劑，它具有速度快、全天候、自動化程度高、測站間無需通視、可同時測定點的三維位移等優(yōu)點。高精度和自動化的 GPS 變形監(jiān)測在 GPS 技術(shù)水平不斷進步的情況下己經(jīng)成為可能，目前，諸如大壩、橋梁或工程結(jié)構(gòu)等的變形監(jiān)測中，GPS 技術(shù)都扮演著極其重要的角色，這也對變形分析理論提出了更高更細致的要求?！娟P(guān)鍵詞】GPS；變形監(jiān)測；技術(shù)；應用引言隨著人類社會的發(fā)展進步，對于工程建設效率的要求也在不斷提高，并且對于現(xiàn)代工程建筑物的規(guī)模、造型、難度提出了

2、更高的要求，在這樣的環(huán)境下，變形監(jiān)測工作的重要性不言而喻。本文針對 GPS 在變形監(jiān)測中的發(fā)展現(xiàn)狀，對該項技術(shù)在變形監(jiān)測中應用進行探討，希望能為今后對于變形監(jiān)測中GPS 的應用提供幫助。一、GPS 在變形監(jiān)測中的應用及其優(yōu)點（一）GPS 在變形監(jiān)測中的應用作為一種全新的現(xiàn)代空間定位技術(shù)出現(xiàn)的全球定位系統(tǒng)（GPS）， 己逐漸在越來越多的領域中取代了常規(guī)光學和電子測量儀器。自上世紀 90 年代以來，GPS 衛(wèi)星定位和導航技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合，引起了空間定位技術(shù)方面的革命性變化，由動態(tài)擴展取代靜態(tài)，從單點定位擴展到局部與廣域差分，從事后處理擴展發(fā)展到即時定位與導航，陸地和近海的三維坐標都能利用

3、GPS 技術(shù)同時測定，其相對和絕對精度由米級擴展到厘米級甚至亞毫米級，從而使 GPS 的應用范圍得到了極大地擴展，這令在精度要求很高的變形監(jiān)測領域中 GPS 的應用變得可能。（二）GPS 在變形監(jiān)測中的優(yōu)點1.測站間無需保持通視。變形監(jiān)測網(wǎng)的布設十分自由、方便，可省去大量中間信息傳遞過渡點的原因是 GPS 定位時測站之間不需要保持通視，這樣就節(jié)省了大量布設監(jiān)測站點的費用。2.全天候觀測GPS 測量不受風雪雨霧，陰天黑夜等惡劣條件的限制，利用 GPS 衛(wèi)星數(shù)量多，及其他非衛(wèi)星定位手段等技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)全天候、全方位的觀測。因此https:/在對洪水、滑坡、雪崩及泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災害的監(jiān)測時，GP

4、S 技術(shù)十分重要。3.實現(xiàn)監(jiān)測的自動化GPS 檢測系統(tǒng)可以輕易實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、分析、報警到入庫的全自動化。因為 GPS 接收機可以自動進行數(shù)據(jù)采集工作，用戶可以在變形監(jiān)測站無人值守時把 GPS 變形監(jiān)測系統(tǒng)建成無人值守的自動監(jiān)測系統(tǒng)。而 GPS接受機所收集的信息會自動傳輸?shù)娇刂浦行?，同時也能夠在控制中心更改數(shù)據(jù)采樣率、監(jiān)測時長及監(jiān)測截止高度角等。這極大地節(jié)省了變形觀測的經(jīng)費，避免人力資源的浪費。4.可消除或削弱系統(tǒng)誤差的影響在兩期變形監(jiān)測中所求得的變形監(jiān)測點的坐標差使我們在變形監(jiān)測中最為關(guān)注的數(shù)據(jù)，而變形監(jiān)測點本身的坐標卻并不重要。雖然兩期變形監(jiān)測中所含的共同的系統(tǒng)誤差會對兩期的坐

5、標值造成影響，但卻不會影響所求得的變形量。GPS 變形監(jiān)測網(wǎng)中的起始坐標的誤差，數(shù)據(jù)處理中所用的定位軟件本身的不完善以及衛(wèi)星信號在大氣層中的傳播誤差中的公共部分的影響可得以消除或削弱。5.精度高、效率高由于 GPS 定位技術(shù)在消除或削弱系統(tǒng)誤差，使得測量精度達到其他測量手段難以達到的高度，所以 GPS 在變形監(jiān)測中迅速得到了推廣，成為變形監(jiān)測方法中的佼佼者。二、GPS 變形監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀眾所周知，在多種主觀和客觀因素的影響下工程建筑物在施工和運營期間會產(chǎn)生變形，變形如果超出了一定限度，就會使建筑物的正常使用收到影響，嚴重時還會造成建筑物的損壞甚至崩塌，危及建筑物的安全，使社會和人民生活蒙受巨大

6、的損失。盡管工程建筑物在設計時考慮到各種外載荷的影響，會采用了一定的安全系數(shù)來規(guī)范施工，但是由于施工質(zhì)量不可能完美無缺，設計中也不可能準確無誤地估計出工程的工作條件及承載能力，因此還可能發(fā)生某些不利于施工過程順利進行的變化因素。國內(nèi)外相繼出現(xiàn)的諸多工程事故都是因此發(fā)生的。在工程的施工和運營期間使用變形監(jiān)測的方法，以便及時掌握變形體的實際性狀，為判斷其安全提供必要信息，來保證工程建筑物的安全。無論是在全球性變形監(jiān)測研究、區(qū)域性變形研究、還是工程與局部性變形研究，GPS 變形監(jiān)測技術(shù)都得到了廣泛的應用。在監(jiān)測全球板塊運動、地極運動、地球自轉(zhuǎn)速率變化、潮汐、地震預報、地殼運動等方面 GPS 技術(shù)都發(fā)

7、揮了巨大的作用，自 20 世紀 90 年代以來，世界各國紛紛用 GPS 布設地殼運動和區(qū)域變形監(jiān)測網(wǎng)。利用價值的不斷提高和日漸受人矚目的地位極大地推動了 GPS 變形監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)速度與發(fā)展進程，首選 GPS 技術(shù)建立各類監(jiān)測網(wǎng)己經(jīng)形成了一種https:/共識。三、GPS 變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）建立 GPS 變形控存線實時分析系統(tǒng)研究建立 GPS 變形監(jiān)控在線實時分析系統(tǒng)，對大型橋梁、水電站、高層建筑物以及滑坡、泥石流、雪崩等地質(zhì)災害多發(fā)地區(qū)進行變形監(jiān)測依然成為一個重大的發(fā)展趨勢。這種由數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理等幾個重要部分組成的系統(tǒng)，可以及時處理變形檢測器測得的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而對變形

8、的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行有效地分析，為災害發(fā)生的可能性分析與預報提供科學依據(jù)。（二）建立“3S”集成變形監(jiān)測系統(tǒng)所謂“3S”集成變形監(jiān)測系統(tǒng)，就是 GPS、GIS 以及 RS 三種系統(tǒng)集成的變形監(jiān)測體系?！?S”技術(shù)集成可為分析、研究包括變形信息在內(nèi)的各種災變信息之間的相互關(guān)系提供技術(shù)支撐。特別是時態(tài) GIS 技術(shù)的應用，除了具備一般GIS 的功能之外，它不僅可以明確地表述四維空間的地質(zhì)現(xiàn)象，還能記載監(jiān)測區(qū)域地質(zhì)現(xiàn)象隨時間變化的演變過程，這對于泥石流等地質(zhì)災害的監(jiān)測預報具有重要意義。因此“3S”集成變形監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展也是完善變形監(jiān)測工作進行的一大趨勢。（三）建立 GPS 與其他變形監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合的

9、集成系統(tǒng)將 GPS 與其他變形監(jiān)測技術(shù)（如攝影測量技術(shù)、特殊變形檢測技術(shù)等）結(jié)合形成綜合變形監(jiān)測系統(tǒng)，有利于克服單一利用 GPS 技術(shù)的不足和局限性，實現(xiàn)不同技術(shù)之間的優(yōu)勢互補，擴展 GPS 變形監(jiān)測技術(shù)的應用范圍。GPS 等空間等空間測地技術(shù)的集成組合應用于大范圍、整體性的地殼運動監(jiān)測，將會大大提高空間域?qū)τ诘貧ば巫冇^測的控制能力及分析能力。這會成為 GPS 等空間測地技術(shù)運用于大型工程監(jiān)測帶來新的機遇，對高精度變形監(jiān)測技術(shù)的研究產(chǎn)生強大的推動作用。結(jié)語針對不的監(jiān)測對象和監(jiān)測目的，基于 GIS、RS、IN SAR、攝影測量和特殊變形測量技術(shù)等研究建設技術(shù)先進又實用的 GPS 在線實時監(jiān)測分析系統(tǒng)是GPS 變形監(jiān)測技術(shù)總的發(fā)展趨勢。同時鑒于 GPS 技術(shù)在變形監(jiān)測中所需成本過于高昂，但因其在變形監(jiān)測中占據(jù)戰(zhàn)略地位，因此研究低成本的 GPS 集成實時監(jiān)測集成系統(tǒng)對變形監(jiān)測工作的開展具有重要意義。此外，提高 GPS 垂直位移的監(jiān)測精度也是一個重