變形觀測與數(shù)據(jù)處理

變形觀測與數(shù)據(jù)處理師蕓2014.21.緒論變形監(jiān)測：利用測量儀器及其它專用儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進行監(jiān)視、觀測的工作。任務：確定在各種荷載和外力作用下，變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時間特征。對象：全球性或區(qū)域性的變形研究；工程或局部性變形研究。工程測量的重要組成：對于重要建（構(gòu)）筑物在各種應力作用下是否安全的監(jiān)視是變形測量的重要手段。1.1變形監(jiān)測的內(nèi)容、目的與意義

1.1.1對象1）地表變形自然原因：地殼板塊運動、地球內(nèi)部巖漿活動等人為原因：人類的技術經(jīng)濟、生產(chǎn)活動引起各類變形。地下開采引起地表的移動變形；露天礦山開采及公路、鐵路等地表工程所形成的人工邊坡可能的滑坡；人工地下抽水或灌水引起的地表沉降和回彈；巖溶地區(qū)可能產(chǎn)生地面塌陷等。2）工程建（構(gòu)）筑物常見類型：高層建筑物、橋梁、隧道、水利樞紐、架空索道、地下井巷、井塔和井架、精密輸送帶、冶煉設施、尾礦壩、擋土墻等。常見變形原因：①上述建（構(gòu)）筑物所處地表變形引起，如礦區(qū)地表移動；②建筑物荷重壓實地基，引起下沉與變形；③地基地質(zhì)條件變化；④季節(jié)性或周期性的溫度變化；⑤其他外力影響，如風力、車輛通過的振動等。3）大型精密設施主要對象：射電望遠鏡、粒子加速器等科學設施以及軍事設施中的各種設備、導軌等；鳥巢、水立方；電廠傳動裝置、齒輪組等。1.1.2變形測量的目的變形測量的目的，在于獲得被研究對象變形過程中有關變形大小的一切資料，分析研究這些資料可以監(jiān)視地表變形和工程建（構(gòu)）筑物的運營情況。如利用震前地表變形趨勢作地震預報，邊坡微小移動可作為滑坡的報警信號，大壩和尾砂壩的變形量可以判斷壩體是否安全穩(wěn)固。還可以根據(jù)變形測量量資料，檢驗設計理論是否正確，提供設計并修改所需的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，如巖體地下工程監(jiān)測，是實現(xiàn)信息化施工的重要手段。1.1.3變形測量的內(nèi)容地表及各種工程建（構(gòu)）筑物，由于地質(zhì)、力學等原因，往往會產(chǎn)生移動與變形。這種變形有多大？變形的機理？變形的規(guī)律？會不會導致工程災害？由于工程建（構(gòu)）筑物都允許有一定的變形而不影響其正常使用和造成損害，因此要求能準確地估計和觀測到各種移動與變形值，并能判定工程建（構(gòu)）筑物的允許變形值。變形測量就是針對這些問題進行研究與測量的一個學科分支，因此變形測量的內(nèi)容主要有：沉降測量、位移測量、傾斜測量、裂縫測量和撓度測量等。從歷次測量結(jié)果的比較中了解變形隨時間發(fā)展的情況。變形測量的周期常隨單位時間內(nèi)變形量的大小而定。當變形量較大時，測量周期宜短；當變形量減小，建（構(gòu)）筑物趨于穩(wěn)定，測量周期可相應放長。1.1.4變形測量資料分析與管理分析與管理變形測量資料，是變形測量工作的一個重要組成部分。由于變形測量方法的日益精密，變形測量手段日益增多，所獲取的變形測量數(shù)據(jù)也越來越多，對測量成果的分析整理、管理提出了更高的要求。另一方面，由于計算技術的發(fā)展，又為這一工作提供了最理想的工具，如用計算機可視方法進行變形分析等等已成為現(xiàn)實。此外，近十年來新的平差計算方法及統(tǒng)計檢驗理論在變形測量成果分析中有了很大的進步。如自由網(wǎng)平差理論、變形統(tǒng)計檢驗等等就是明顯的例證。還應該指出的是：在成果分析中，測量工程師不應只限于得出有關變形的大小及變形規(guī)律，而應作出或參與作出有關變形原因的分析，變形測量成果也不應只是總工程師桌上的擺設，而應是參與工程設計、施工與管理的重要資料。這樣，變形測量工作將會更充分地發(fā)揮其應有的作用，這是在當前技術發(fā)展的過程中從事變形測量的測量工程師們提出的新課題。1.2變形監(jiān)測技術及其發(fā)展

觀測對象的變形過程一般都是動態(tài)過程，只不過變形速度有快有慢。通常是通過對被研究對象的不同離散時刻點進行觀測，這時，把對象作靜態(tài)系統(tǒng)看待，然后由多個時刻的觀測結(jié)果，再來研究其運動的動態(tài)過程。變形測量方法的選擇取決于變形體的特征、變形監(jiān)測的目的、變形大小和變形速度等因素。1.2.1變形測量的主要方法1）根據(jù)變形監(jiān)測的區(qū)域范圍分類全球性監(jiān)測方面，空間大地測量是最基本且最實用的技術，它主要包括全球定位系統(tǒng)（GPS）、甚長基線射電干涉測量（VLBI）、衛(wèi)星激光測距（SLR）、激光測月技術（LLR）以及衛(wèi)星重力探測技術。區(qū)域性變形監(jiān)測方面，GPS已成為主要的技術手段。近20年來發(fā)展起來的合成孔徑雷達干涉測量（InSAR)，在監(jiān)測地震變形、地面沉降、山體滑坡等方面，其試驗成果精度可達cm甚至mm級，表現(xiàn)出很強的技術優(yōu)勢，但精密水準測量依然是高精度高程信息獲取的主要方法。工程和局部性變形監(jiān)測方面，地面常規(guī)測量技術（如引張線法、三角網(wǎng)法、導線測量等）；地面攝影測量技術；特殊和專用的測量手段（應力應變計、測縫計、裂縫儀、滲壓計、揚壓力計、測壓管、滲流量儀、溫度計等），以及以GPS為主的空間定位技術等均得到了較好的應用。2）根據(jù)變形監(jiān)測的手段分類：（1）常規(guī)地面測量方法在這類方法中，視被觀測對象的形狀、范圍以及測量精度等要求的不同，測定平面位置的變形有三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測小角法、導線網(wǎng)、引張線準直測量及交會等其他各種測量方法；測定沉降變形有精密水準測量、連通管道測量等；高精度全站儀測量，最有效、最直觀，主要用于地表變形測量。如地震監(jiān)測、邊坡監(jiān)測，也可用于大型工程建（構(gòu)）筑物的變形測量，如水壩、碼頭等。三峽大壩（混凝土重力壩

）小浪底示意圖三峽示意圖東江水電站（拱壩）（2）攝影測量方法包括地面的單張相片攝影測量、地面立體攝影測量、航空攝影測量等。單相片攝影測量只能測定平行于攝影機承片框平面上的變形。地面立體攝影測量可測定物體空間位置的移動和變形，這兩種方法最適于近距離單體建筑物的變形測量。由于計算機技術的廣泛應用，使非地形解析攝影測量方法有了很大的發(fā)展，因此在近景攝影變形測量中不但可用帶有框標與定向設備的測量攝影機，而且可廣泛使用非量測用普通攝影機，這就為攝影測量方法在變形測量中的應用開辟了更廣闊的前景，如數(shù)字化攝影測量和實時攝影測量系統(tǒng)的應用。航空攝影測量一般只適用于大面積的地表變形測量。1974～1978年西德魯爾煤礦區(qū)為研究地下開采引起的大面積地表變形，進行了飛行高度375m，像比例1：2500，生成1：1000圖的攝影測量試驗：橫坐標誤差±1.2cm，縱坐標誤差±3.0cm，位置誤差±3.2cm，高程誤差±5.8cm。攝影測量方法有很多優(yōu)點，如可于同一時刻對建（構(gòu)）筑物和對象的很大范圍進行觀測，并可測定任意數(shù)量的點，外業(yè)工作量少，效率高；能將觀測得到的全部資料進行貯存，隨時恢復其空間模型；而且對觀測快速變形具有其他方法所不可及的優(yōu)點。（3）物理傳感器方法所謂傳感器就是將觀測對象的各種物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡笠员氵M行測定的器件，它是變形測量中的一種有效的方法，它的最大優(yōu)點是能自動化、遠距離操縱和連續(xù)記錄。光、機、電技術的發(fā)展，研制了一些特殊和專用的監(jiān)測儀器可用于變形的自動監(jiān)測，它包括應變測量、準直測量和傾斜測量。例如，遙測垂線坐標儀，采用自動讀數(shù)設備，其分辨率可達到0.01mm；采用光纖傳感器測量系統(tǒng)將測量與信號傳輸合二為一，具有很強的抗雷擊、抗電磁場干擾和抗惡劣環(huán)境能力，便于組成遙測系統(tǒng)，實現(xiàn)在線分布式監(jiān)測。VWP型振弦式滲壓計特點：智能識別、避雷芯片、同步溫度；長期置于水工建筑物內(nèi)、外部監(jiān)測。用途：VWP型振弦式滲壓計適用于長期埋設在水工建筑物或其它混凝土建筑物及地基內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物或地基內(nèi)部的滲透或孔隙的水壓力，并可同步測量埋設點的溫度。

應用：VWP振弦式滲壓計廣泛用于水利水電、公路鐵路、橋梁、隧洞、礦山、國防及建筑工程安全監(jiān)測領域物理量的測量，其中諸多項目為國家重點大型水電工程及重要橋梁。

原理：當被測水壓荷載作用在滲壓計上，將引起彈性膜板的變形，其變形帶動振弦轉(zhuǎn)變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)水工屏蔽專用電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出水荷載的壓力值。同時可同步測出埋設點的溫度值。儀器具有智能識別功能。沉降管型號：GN沉降/測斜管，主要有ABS塑料管、高強塑料管、鋁合金沉降管三種。用途：廣泛適用于混凝土大壩、港口建設、隧道建設、礦山與冶金開采、地質(zhì)災害的預防、高層建筑物及其基礎、石油、高等級公路、鐵道等巖土工程中，與測斜儀配合使用，以測量鉛垂方向的垂直位移、邊坡滑移等，作為沉降設備的導軌使用。特點：“U”形導槽結(jié)構(gòu)，定位更精確、可靠輕質(zhì)、高強、高柔韌、表面高光潔、綜合精度高。測斜管與測斜管接頭采用凹凸槽連接，并用自攻螺絲固定。測斜管內(nèi)有供測斜儀探頭定向的90°間隔的導槽，堅固、耐環(huán)境腐蝕、導槽無扭旋。GN-1X型固定傾斜儀特點：智能識別、避雷芯片、同步溫度；長期置于水工建筑物內(nèi)、外部監(jiān)測。用途：GN-1X型傾斜儀適用于長期測量混凝土大壩、土石壩等水工建筑物傾斜變化量，同樣適用于工民用建筑、道路、橋梁、隧道、路基、土建基坑等的傾斜測量應用：廣泛用于水利水電﹑公路鐵路﹑橋梁隧洞﹑礦山﹑國防及建筑工程安全監(jiān)測領域物理量測量。原理：結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的傾斜變形，通過安裝架傳遞給傾斜傳感器。傳感器內(nèi)裝有電解液和導電觸點，當傳感器發(fā)生傾斜變化時，電解液的液面始終處于水平，但液面相對觸點的部位發(fā)生了改變，也同時引起了輸出電量的改變。傾斜儀隨結(jié)構(gòu)物的傾斜變形量與輸出的電量呈對應關系，以此可測出被測結(jié)構(gòu)物傾斜角度，同時它的測量值可顯示出以零點為基準值的傾斜角變化的正負方向。傾斜儀可布設為一個測量單元獨立工作，亦可多支連點布設測出被測結(jié)構(gòu)物的各段傾斜量，以此將結(jié)構(gòu)物的變形曲線描述出來。若在被測物上裝成二維方向，可測量結(jié)構(gòu)物的二維變形。傾斜儀可以回收重復使用，并且可方便實現(xiàn)傾斜測量的自動化。（4）GPS技術以GPS為代表的現(xiàn)代空間定位技術，已逐漸在越來越多的領域取代了常規(guī)光學和電子測量儀器。自20世紀80年代以來，GPS衛(wèi)星定位和導航技術與現(xiàn)代通信技術相結(jié)合，在空間定位技術方面引起了革命性的變化。用GPS同時測定三維坐標的方法將測繪定位技術從陸地和近海擴展到整個海洋和外層空間，從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從單點定位擴展到局部與廣域差分，從事后處理擴展到實時（準實時）定位與導航，絕對和相對精度擴展到dm級、cm級乃至亞mm級，從而大大拓寬了它的應用范圍和在各行各業(yè)中的作用。地學工作者已將GPS應用于地表變形監(jiān)測的多個試驗中，取得了豐富的理論研究成果，并逐步走向了實用階段。數(shù)據(jù)通信技術、計算機技術和以GPS為代表的空間定位技術的日益發(fā)展和完善，使得GPS由原來的周期性觀測走向高精度、實時、連續(xù)、自動監(jiān)測。用GPS用于變形監(jiān)測的作業(yè)方式可劃分為周期性和連續(xù)性兩種模式。周期性變形監(jiān)測與傳統(tǒng)的變形監(jiān)測網(wǎng)沒有多大區(qū)別，因為有的變形體的變形極為緩慢，在局部時間域內(nèi)可以認為是穩(wěn)定的，其監(jiān)測頻率有的是幾個月，有的甚至長達幾年，此時，GPS靜態(tài)相對定位法進行測量，數(shù)據(jù)處理與分析一般都是事后的。經(jīng)過10多年的努力，GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)處理技術已基本成熟。在周期性監(jiān)測方面，利用GPS技術的最大屏障還是基準的選擇與確定，它已成為近幾年研究的熱點。連續(xù)性變形監(jiān)測是采用固定監(jiān)測儀器進行長時間的數(shù)據(jù)采集，獲取變形數(shù)據(jù)序列。雖然連續(xù)性監(jiān)測模式也是對測點進行重復性觀測，但其觀測數(shù)據(jù)是連續(xù)的，具有較高的時間分辨率。根據(jù)變形體的不同特征，GPS連續(xù)性監(jiān)測可采用靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位兩種數(shù)據(jù)處理方法進行觀測。超水位蓄水大壩：要求變形響應的實時性，監(jiān)測系統(tǒng)應具有實時的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理與分析能力，它對數(shù)據(jù)解算和分析提出了更高的要求。橋梁靜動載試驗、高層建筑物振動測量：要求較高的時間采樣率，但數(shù)據(jù)解算和分析可以是事后的。動態(tài)監(jiān)測過去常采用加速度計、激光干涉儀等測量設備測定建筑物結(jié)構(gòu)的振動特性，但是，隨著建筑物高度的增高、以及連續(xù)性、實時性和自動化監(jiān)測程度要求的提高，常規(guī)測量技術已越來越受到局限。GPS作為一種新方法，由于其硬件和軟件的發(fā)展與完善特別是高采樣率GPS接收機的出現(xiàn)，在大型結(jié)構(gòu)物動態(tài)特性和變形監(jiān)測方面已表現(xiàn)出其獨特優(yōu)越性。加拿大卡爾加里塔、深圳帝王大廈：現(xiàn)在GPS動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理主要采用的是整周模糊度動態(tài)解算法。已有研究表明，對于長期監(jiān)測的GPS系統(tǒng)，采用Kalman濾波三差法代替RTK技術中的雙差相位求解，可以mm級精度。1.2.2變形監(jiān)測技術的未來發(fā)展①多種傳感器、數(shù)字近景攝影、全自動跟蹤全站儀、地面三維激光掃描系統(tǒng)和GPS的應用，將向?qū)崟r、連續(xù)、高效率、自動化、動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的方向發(fā)展，如：某大壩變形監(jiān)測系統(tǒng)是由測量機器人、GPS和特殊測量儀器所構(gòu)成的最優(yōu)觀測方案；②變形監(jiān)測的時空采樣率會得到大大提高，變形監(jiān)測自動化為變形分析提供了極為豐富的數(shù)據(jù)信息；③高度可靠、實用、先進的監(jiān)測儀器和自動化系統(tǒng)，要求在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠地運行；④實現(xiàn)遠程在線實時監(jiān)控，在大壩、橋梁、地鐵和邊坡體等工程中將發(fā)揮巨大作用，網(wǎng)絡監(jiān)控是推進重大工程安全監(jiān)控管理的必由之路。地質(zhì)災害監(jiān)測與預警系統(tǒng)這里主要介紹數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)、高精度變形測量機器人系統(tǒng)、衛(wèi)星定位技術、三維激光掃描技術及其在變形測量中的應用。1）數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)優(yōu)點：數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)，使攝影測量的內(nèi)、外業(yè)工作大大簡化，對操作人員的要求大大降低，完全擺脫了昂貴的傳統(tǒng)攝影測量設備，從而使其應用領域顯著擴大。與常規(guī)的邊、角測量相比，它不但外業(yè)速度快，信息記錄全，且在許多常規(guī)測量無法作業(yè)的地點都能進行測量。

該系統(tǒng)將相片量測、三維坐標計算、計算結(jié)果的繪圖輸出一體化，因此整個內(nèi)業(yè)過程都在計算機上完成，操作方便。（1）系統(tǒng)構(gòu)成、功能像片量測子系統(tǒng)立體重建子系統(tǒng)繪圖子系統(tǒng)位移分析、立體建模數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成（2）適用范圍①變形測量，包括房屋、橋梁、井筒、井架及各種工業(yè)構(gòu)筑物和地下工程變形測量。②文物考古中發(fā)掘現(xiàn)場測繪等。③露天礦、隧道斷面驗收測量，物料體積測量，露天邊坡及排土場穩(wěn)態(tài)監(jiān)測等。④塌陷區(qū)測量。⑤交通事故和刑事案件現(xiàn)場的測繪。⑥復雜機械零件的測繪。⑦森林調(diào)查，測定樹位、樹徑、樹冠、樹高等。（3）系統(tǒng)使用的方法常用的主要有：①房屋變形測量②井筒和隧道的變形測量③體積測量④現(xiàn)場圖的測繪⑤用虛擬相片法進行大物體精密變形測量不同的變形監(jiān)測任務，系統(tǒng)的使用方法也不相同。現(xiàn)以房屋變形測量為例說明其使用具體方法：a、在需要觀測房屋部分或房屋四周，選相距2-3m以上的兩個豎直方向，粘貼一些作為觀測和計算的標志點，并精確量出其距離作為起算邊。標志點的分布可在重點變形區(qū)域多設，一般區(qū)域少設。b、手持照相機繞房屋四周或?qū)Υ郎y部分照相，相鄰兩照片間應有足夠的重疊度。c、將放大的彩色照片掃描成BMP格式的圖像文件，存入計算機。一個場景不超過20張照片，場景大時可分作多個小場景計算。d、在該系統(tǒng)的主控菜單下，用鼠標在計算機屏幕上進行相片量測，然后做三維坐標計算，最后調(diào)用AutoCAD進行計算結(jié)果的繪圖輸出。e、對兩期或多期變形測量照片，按上述方法計算出各標志點的三維坐標后，即可調(diào)用本系統(tǒng)的位移分析程序，進行每兩期間的位移分析，找出位移點并求出其位移值。還可調(diào)用AutoCAD將各點位移過程及變形過程用圖形表示（4）數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)的應用前景數(shù)字化近景攝影測量系統(tǒng)在工程中有廣泛的應用前景。特別是手持式數(shù)碼相機的應用，免去相片的沖、放，減少了消耗，提高了信息反饋的速度；同時，由于數(shù)碼相機是以數(shù)字方式存儲相片，消除了軟片壓平誤差及相片變形誤差，并通過與計算機連接，其處理過程實際上直接從相機上量取相片，為工程監(jiān)測及其他自動攝影監(jiān)測提供了極為有利的條件。2）變形測量高精度測量機器人系統(tǒng)能連續(xù)或定時對多個合作目標進行自動識別、照準、跟蹤、測角、測距和三維坐標測定的自動跟蹤全站儀稱為測量機器人。是在全站儀基礎上集成步進馬達、CCD影像傳感器構(gòu)成的視頻成像系統(tǒng)，并配置智能化的控制及應用軟件發(fā)展而成的。自動化、全天候工作，特別適用于工程開挖體及各種建（構(gòu)）筑物的變形測量。測量機器人是以測邊和三邊交會法確定監(jiān)測點的三維坐標來解決全自動觀測的問題。（1）系統(tǒng)組成

上圖為某大壩的變形測量機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三套高精度自動測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊設備、反射棱鏡組、系統(tǒng)軟件、中央控制室主計算機、頻率校準儀、高精度通風溫度計、數(shù)字氣壓計、數(shù)字濕度計等組成。自動跟蹤全站儀SMDAMS系統(tǒng)主機UPS電源數(shù)據(jù)通信部分高精度通風溫度計數(shù)字氣壓計數(shù)字濕度計高精度光電測距儀頻率校準儀測量機器人系統(tǒng)（2）系統(tǒng)工作原理進行自動連續(xù)觀測，每次觀測都通過計算得到一個位移值，從而據(jù)此可以獲得監(jiān)測點的移動速度及移動變化規(guī)律，并通過設定極限值來判斷是否超限而報警。（3）提高精度所采取的措施系統(tǒng)中誤差分為兩類：①非比例誤差通過利用光電測距儀檢定中心嚴格的室內(nèi)儀器檢定，監(jiān)測現(xiàn)場強制對中、在反光鏡上設照準鏡或固定反光鏡等措施來減小。②比例誤差a、通過采用自行研制的光電測距儀頻率校準儀，使測尺頻率誤差減小。b、采用±0.02℃的超線性石英高精度溫度計。c、采用±6Pa的數(shù)字氣壓計，±4％的數(shù)字濕度計，通過計算機采集數(shù)據(jù)，計算氣象元素測定引起的測距誤差。d、采用精密大氣折射率計算公式，計算大氣折射率的誤差；對于氣象代表性誤差的處理，采用偶然誤差與系統(tǒng)誤差分別處理的辦法，通過多次測距削弱大所喘流引起的距離偶然波動，通過周日觀測，并經(jīng)適當數(shù)據(jù)處理消除氣象代表性誤差的系統(tǒng)變化值。精度可達亞毫米級（0.2～0.3mm）。（4）應用領域由于測量機器人系統(tǒng)具有極高的監(jiān)測精度，可全面、連續(xù)、自動監(jiān)測，不遺漏掉險情，能及時發(fā)現(xiàn)微小的異常移動或變形，因而可實現(xiàn)邊坡、基坑的自動監(jiān)測，以及地下采礦、隧道、城市地下工程開挖對地表的影響監(jiān)測等的信息化施工，并可用于高層建筑、大壩等重要建（構(gòu)）筑物的變形監(jiān)測和地震監(jiān)測預報，目前，該系統(tǒng)已成功應用到某大型旅游觀光電梯等建（構(gòu)）筑物變形監(jiān)測之中。3）衛(wèi)星定位技術進行變形監(jiān)測（1）衛(wèi)星定位系統(tǒng)及原理全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是20世紀70年代由美國國防部批準。陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導航系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)共由三部分組成：①地面控制部分，由主控站、監(jiān)測站和通訊輔助系統(tǒng)組成②空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面上③用戶裝置部分主要由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。其定位原理：利用大地測量中的距離交會的原理進行定位。即以衛(wèi)星為已知點，同時測量多顆衛(wèi)星到接收機的距離，按距離交會方式確定接收機的坐標。（2）GPS衛(wèi)星定位技術在變形監(jiān)測中的應用隨著GPS接收機硬件性能提高和軟件處理技術進步，GPS相對定位的精度從10-7提高到10-9量級。加之GPS具有測站間無需通視、不受氣候條件限制等優(yōu)點，GPS技術逐漸成為變形監(jiān)測中的一種重要手段。如，應用GPS技術進行板塊運動和地殼形變監(jiān)測為描述地球動力狀態(tài)的一些物理模型提供了直接的經(jīng)驗；GPS用于短距離變形監(jiān)測的精度可達亞毫米級，從而為大型建筑物及滑坡崩塌等高精度變形監(jiān)測提供了一種新的手段。到目前為止，國內(nèi)已成功應用GPS技術測量大壩變形并實現(xiàn)自動化；香港已成功建立了TsingMa、KapShuiMun和TingKau大橋的GPS自動變形監(jiān)測系統(tǒng)。美國加州Pacoima大壩也采用后處理技術進行變形監(jiān)測，來確保其安全性。（3）GPS變形監(jiān)測系統(tǒng)及其功能GPS監(jiān)測系統(tǒng)一般是由GPS基準站、GPS監(jiān)測站、通信網(wǎng)絡和GPS監(jiān)測中心4部分組成，而監(jiān)測中心主要由工作站、服務器和局域網(wǎng)組成。系統(tǒng)各個部分的功能：①GPS基準站。輸出差分信號