浅议gps测量在工程变形监测中应用

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1、浅议GPS测量在工程变形监测中应用　　摘要：GPS(全球卫星定位系统)自20世纪80年代中叶投入民用后,已广泛地在导航、定位等各领域应用,尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。关键词：GPS测量技术；变形监测；应用中图分类号：P258文献标识码：A引言随着技术的发展，GPS已经逐渐用于变形监测。GPS用于变形监测具有精度高、不受气候条件及通视条件限制、高度自动化等优点。特别是在变形监测中,摈弃了经典测量中观测方法复杂,数据处理分析较难的问题。本文通过叙述GPS技术的特点及思路，分析GPS测量在工程变形监测中的应用。一、GPS变形监测的特点1、测站间无需保持通视由于G

2、PS定位时测站间无需保持通视,可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测；可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位关系；从而可使变形监测网的布设更为方便、自由，使中间传递过渡点省去了不少,并且节省了大量的费用。2、全天候观测7GPS测量配备防雷电设施后变形监测系统就能实现全天候观测，是基于不受气候限制的这一条件，尤其还能在风雨雾雪中进行正常观测。对于泥石流、滑坡、防汛抗洪等地质灾害监测等应用领域来讲这一点就显得尤为重要。3、能同时测定点的三维位移采用传统方法进行变形监测时，平面位移通常是采用倒锤线、正锤线、全站仪极坐标法、距离交会、边角导线和方向交会等方法来测定的，而垂直

3、位移则一般采用倾斜仪等手段来测定、液体静力水准测量、精密水准测量。垂直位移和水平位移的分别测定不仅增加了工作量，而且监测的点位和时间也不一定一致，从而增加了变形分析的难度。4、系统误差可以被削弱或消除在变形监测中重要的不是变形监测点自己本身的坐标，而是在两期变形监测中之间所求得的变形监测点的坐标的差异。两期变形监测中所含的共同的系统误差不会影响所求得的变形量，只会影响两期的坐标值，也就是说在变形监测中，接收机天线的量取天线高的误差、定向误差、整平误差、对中误差等并不会影响变形监测的结果，只要天线在监测过程中能保持固定不动就可以。5、全系统的自动化易于实现7用户要把GPS

4、变形监测系统建成无人值守的自动监测系统，就要实现从数据报警、分析、处理、采集、传输到入库的全自动化。由于GPS接收机的数据采集工作是自动进行的，而且又为用户预留了必要的接口。这对于长期连续运行的GPS测量监测系统是很重要的，可降低监测成本，提高监测资料的可靠性。6、可直接用大地高进行垂直形变测量在GPS测量中高程系统一直是一个棘手的问题。因为GPS定位只能测定大地高，而在地形测量、工程测量及日常生活中，大部分用户需要的是正常高或正高。二、GPS数据处理的意义GPS测量技术已广泛用于各类变形监测。根据其监测对象的特点,有三种不同监测模式和作业：周期性重复测量；实时动态监测

5、和固定连续GPS测站阵列。第一种是常用的，每一周期测量点之间的相对位置，通过计算两个观测周期之间相对位置的变化来测定变形，数据处理的方式是采取静态相对定位。第二方式是在敏感工程建筑物和一些重点或关键地区布设永久GPS观测站，在这些测站上，通过连续观测，得到的数据然后传送到数据处理中心进行处理。三、GPS技术进行工程变形监测思路1、基准设计7基准设计是一项可以反映工程变形体监测成果是否准确、可靠的工作。由于受仪器和地形条件等其它因素的限制，监测网的基准点不能离开变形监测区域太远，而且还顾及离变形监测太近时，对于自身变形的影响，常规的变形监测的手段没有办法进行测量，变形数值

6、不能准确地反映。同时，由于GPS技术的不断完善，高精度的仪器的面世，为了保证了数据的可信度，完全可以将基准点选在变形区外。当然根据监测的变形体的特殊要求，规定一定的合适外部、内部尺度基准，对数据成果的分析具有一定的意义。2、图形结构强度设计图形强度设计指基准点与变形点之间的几何图形配置，相互连接和网中独立基线数目方式设计。第一，在图形选择过程中,一定要考虑基准点对变形点的有效控制。然后，在参数识别和模型识别方面的设计将可保证真正的变形模型,和引起变形的真正因素，以便分析引起变形的真正因素并采取相应的对策。在设计参考同时，它应能有效地检测出网中任何一个不稳定点；在设计相对

7、网时，应出真正的变形模型。能正确地从几种可能的变形模型中分离和检测，可以从下面这个公式可以看出：为了保证变形分析结果正确,还需要GPS监测网具有检测定位能力和良好的粗差。3、周期的设计和观测时段7针对周期和观测时段，可以将工程及工程变形的性质结合起来分析，作出有利用于监测意图和实现分析成果的最佳观测周期，同时，结合目前天空的卫星分布情况，卫星的健康状况，对于时段的一些外界因素的各种分析，得出最佳的观测时段。4、连续长时间观测,分历元数据处理对于连续不断的工程变形，获得的是这一时间段内点位之间最直接的关系值。相对静态定位方法通常是利用在某一