变形监测中gps定位技术应用探究

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1、变形监测中GPS定位技术应用探究　　摘要：当前的变形监测中，因工程项目种类、项目规模和观测方法不同，监测目的和条件的多样性，以及其精度要求不断提高，使得在变形监测中的GPS定位技术的应用要求也相应有所改变。本文笔者就变形监测中GPS定位技术的特点进行研究和分析，结合相关工程的实例，提出一些自己的看法。关键词：变形监测；测量；GPS定位技术；应用中图分类号：TB22文献标识码：A文章编号：一、变形监测的技术特性（一）精度要求高8随着城市中楼层越来越高，变形监测网测量的精度要求随之增高，绝对精度要达到毫米量级，其相

2、对测量的精度必须要达到10μm。不管什么样的等级控制点之间的绝对空间的定位精度，均满足不了变形监测测量精度达到毫米级的需求，因此，变形监测控制网通常不具有上级网控制下级网的需求以及意义，其高精度的要求也仅仅只是指满足该工程项目要求的相对精度。由于起始数据自身的要求，一般主要考虑的是该工程项目点位的合理性以及其相对精度条件是否符合工程的需求等，其选择的原则为符合工程需求便于技术的实现以及效率成本比高等为主，具有一定的灵活性。根据各工程在三维变形精度的具体要求，必须利用先进的技术手段、设备以及仪器来实施测量工作，其

3、基本的特点就是三维空间定位的高精度特性。（二）观测数据的连续性、周期重复性由于变形监测的特殊要求，必须对同一个观测点进行连续、反复观测。传统意义上的测量，受到时间、通视等条件的限制，无法满足变形监测中对观测点测量工作的要求，引进GPS高精度测量是适应新形势下变形监测的需要和手段。（三）控制网相对独立性监测网着重于研究点位的变化，变形监测工作主要关心的是测点的点位变化情况，而对测点的绝对位置并不过分关注，应此，在变形监测中，常采用独立的坐标系统。其坐标系统应该为平面的直角坐标，同时其投影平面应该为工程抵偿高程面，

4、其投影的方式为一种高斯正形投影，其中中央子午线的位置应该在工程所在区域的中心位置，其高程系统应该采用国家的统一高程基准，具有一定的独立性。（四）起算点分布不均匀性在变形监测过程中，由于对起算数据误差的要求较高，就其方案的选择大多采用属于本工程的相对独立坐标系统。通常情况下，不可将原坐标中的这些已知控制点来作为其起算点，而这一要求也使得变形监测控制网中的起算点分布不均匀。8（五）变形监测控制网图形条件多变性变形监测控制点设置的图形条件主要取决于工程场地的条件以及工程任务的需求，通常是由中点多边形、基准线、大地四边

5、形、GPS面传递或者边传递、三角网所构建的图形，对于构成图形的角度条件与边长条件并没有具体的要求，这一点和普通大地控制网或者常规的测量控制网有着一定的差别。二、GPS定位技术的特性8GPS定位技术作为当前最新的空间定位技术，在变形监测网中其技术特性主要体现在以下几个方面：第一，网中的基线边较短，其区域的范围较小，通常情况下不会大于5km，并且在工作的GPS接收机卫星信号具有相同误差的特性，比如电离层与对流层的折射误差等，经过差分来进行结算，在一定程度上这些公共的误差可以抵消。在应用过程中，只需要通过合理、科学的

6、观测方案设计，就可获得高精度观测成果。第二，利用精密卫星星历。在观测点定位中应用精密卫星星历是其基础，在一定程度上能够使被调制在L1载波中所包括卫星轨道信息和GPS卫星轨道参数等多种不同信号进行分量，可以获取更加准确地观测值，降低其测量的误差。第三，容易获得较高的相对精度。在WGS—84的坐标下，GPS的测量能够获得很高的相对精度，同时其基线向量自身的相对精度能够达到10-5—10-8，若其观测方式得当，再加上相应的数据处理方式，通过网平差后，其GPS点自身的相对定位技能达到毫米级，甚者还会达到亚毫米级，符合变

7、形监测的精度需求。第四，不需要通视，其工作点的选择较为灵活，在常规的测量方法中，一般要求相邻的观测工作点间应该相互通视，而这种做法不仅容易使工作点的选择受到工程条件的制约以及限制。相反，有时还会不得不增加一些连接点来实现通视，一定程度上加大了其测量的工作量，降低了测量的精度。而在GPS测量中，则不需要考虑工作站点之间的互相通视，加强了工作点选择的灵活性。第五，自动化的程度较高，能够实现全天的自动观测。GPS系统属于一种单程的系统，通常情况下，用户只需要接收GPS卫星所发射的信号，其信号接收能够昼夜观测，在遇到小

8、雨或者雾等常规中不能观测的条件也不会受到影响。此外，GPS外业观测的操作较为简单，其信号内业处理主要是通过计算机来自动地完成，具有自动化、成本低和高效率等优势。三、GPS变形测量误差的来源以及相关的应对措施（一）误差的来源通8常来讲，GPS定位误差主要可分为三种：第一种是与卫星信号相关的误差，其主要是指卫星钟差与轨道偏差；第二种和卫星信号传播相关的误差，其主要有多路径效应、电离层、载波