陳偉

摘要：GPS也就是全球定位技術(shù)，通常在導(dǎo)航與定位上應(yīng)用廣泛，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，GPS的應(yīng)用領(lǐng)域也在進(jìn)一步拓展，工程變形監(jiān)測(cè)中也常應(yīng)用到。其具有實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、較高的觀測(cè)準(zhǔn)確率和自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理等特點(diǎn)。從當(dāng)前情況來(lái)看，GPS技術(shù)仍有許多可以提升的空間，本文主要介紹了該技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用以及注意事項(xiàng)供參考。

關(guān)鍵詞：GPS技術(shù);變形監(jiān)測(cè);特點(diǎn)

地物在時(shí)間與空間上被一系列因素干擾而導(dǎo)致形狀、大小以及位移的改變而變形。變形容易引發(fā)一系列地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)國(guó)家以及人民的日常生活造成程度不一的影響，GPS技術(shù)作為衛(wèi)星定位、導(dǎo)航技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合，其能夠在很大程度上減少系統(tǒng)誤差而造成的影響，并使監(jiān)測(cè)的效率以及準(zhǔn)確性大大提高，當(dāng)前GPS技術(shù)在大地測(cè)量學(xué)和有關(guān)學(xué)科上被廣泛應(yīng)用，能夠體現(xiàn)出該技術(shù)的高效益以及高精度特點(diǎn)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)越來(lái)越關(guān)注基礎(chǔ)建設(shè)與大型建筑物的建設(shè)工作，變形監(jiān)測(cè)工作也將被更多人重視。

1 GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用特點(diǎn)及途徑

1.1 GPS技術(shù)特點(diǎn)

GPS技術(shù)能夠給用戶帶來(lái)準(zhǔn)確的時(shí)間、速度以及三維坐標(biāo)等信息，它有著連續(xù)性、全球性以及時(shí)效性等優(yōu)勢(shì)，在各類工程檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。該技術(shù)是通過(guò)控制系統(tǒng)、空間技術(shù)以及用戶部分構(gòu)成。是通過(guò)多顆衛(wèi)星且均勻分布于55°軌道，運(yùn)行周期大約在12恒星時(shí)，向地球上的隨意地點(diǎn)提供實(shí)時(shí)全球性的定位導(dǎo)航?？刂葡到y(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)，控制衛(wèi)星軌道并給予GPS衛(wèi)星播發(fā)星歷，用戶部分通常包含有數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)接收機(jī)等一系列設(shè)備，能夠完成接收、轉(zhuǎn)換以及測(cè)量衛(wèi)星傳輸GPS信號(hào)且實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航。

1.2 GPS技術(shù)應(yīng)用途徑

應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)中，對(duì)比常規(guī)電子測(cè)量?jī)x來(lái)說(shuō)有著更大的優(yōu)勢(shì)，能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)且高精度地完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)，效率與精度得到提升。常見的測(cè)量技術(shù)方式就是變形監(jiān)測(cè)，一般是測(cè)量變形體的狀態(tài)從而了解其具體的變形程度，完成荷載作用中的變形體檢測(cè)，通常來(lái)說(shuō)，GPS技術(shù)變形監(jiān)測(cè)模式有兩個(gè)方面，分別是周期性與連續(xù)性，對(duì)于變形速度較慢的變形體適用周期性模式，一般在滑坡監(jiān)測(cè)上應(yīng)用廣泛，且監(jiān)測(cè)頻率能夠持續(xù)多年，對(duì)于GPS技術(shù)應(yīng)用方面，其一般體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)上：橋梁健康的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)橋梁變形的過(guò)程中，GPS技術(shù)能夠規(guī)避傳統(tǒng)測(cè)量的一系列不足之處，如高差以及距離方面的問(wèn)題，在提升效率的過(guò)程中降低了外業(yè)操作量。對(duì)于大壩安全監(jiān)測(cè)，該技術(shù)通常監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括有位移以及裂縫等，大壩受到嚴(yán)重水負(fù)載重壓的情況下發(fā)生變形，可能會(huì)出現(xiàn)潰壩風(fēng)險(xiǎn)，要通過(guò)GPS技術(shù)長(zhǎng)時(shí)間地展開變形監(jiān)測(cè)工作。對(duì)于滑坡的監(jiān)測(cè)，GPS技術(shù)具有較高的自動(dòng)化程度，自行采集數(shù)據(jù)。對(duì)于高層建筑的監(jiān)測(cè)，由于監(jiān)測(cè)幾何尺寸非常大且環(huán)境復(fù)雜，那么需要具備更高的精度，對(duì)比傳統(tǒng)測(cè)量來(lái)看，能夠連續(xù)且實(shí)時(shí)地高精度定位測(cè)量，對(duì)動(dòng)態(tài)特征能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)。

2 GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

2.1 基準(zhǔn)設(shè)計(jì)

通過(guò)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)以及觀測(cè)手段來(lái)保障變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果，一般來(lái)說(shuō)，基準(zhǔn)設(shè)計(jì)分成兩類，分別是內(nèi)外部尺度基準(zhǔn)與位置基準(zhǔn)。以往測(cè)量手段被外界因素明顯干擾，測(cè)量的準(zhǔn)確性難以保障?；鶞?zhǔn)設(shè)計(jì)能夠很好地處理這個(gè)問(wèn)題，保障數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性。另外GPS技術(shù)精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì)，速度快、效率高且準(zhǔn)確度高，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中精確度低的問(wèn)題，進(jìn)而提升變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的工作效率。

2.2 時(shí)段和周期的設(shè)計(jì)

分析整合工程變形速度與劇烈變化等一系列狀態(tài)能夠獲得合理的觀測(cè)周期，也就是設(shè)計(jì)工程變形監(jiān)測(cè)周期與時(shí)段，為了可以更好地保障變形監(jiān)測(cè)的精密性與準(zhǔn)確性。

2.3 圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)

按照變形工程的基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)與變形點(diǎn)的控制位置布置狀態(tài)，包括獨(dú)立機(jī)選數(shù)量和連接形式，展開圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)工作，先選擇網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，再確定有效控制變形點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)間相互檢驗(yàn)的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)。再次，設(shè)計(jì)模型識(shí)別與參數(shù)識(shí)別，有效的設(shè)計(jì)能夠保護(hù)變形工程，并使模型監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)潛在變形因素的能力得到提升，進(jìn)而能夠?qū)ΠY下藥地預(yù)防并及時(shí)處理。

2.4 分析處理時(shí)段內(nèi)的數(shù)據(jù)

對(duì)比靜態(tài)定位，GPS在特定時(shí)段外業(yè)觀測(cè)測(cè)試對(duì)象，獲得有效數(shù)據(jù)后再通過(guò)數(shù)據(jù)分析與差分法分析兩點(diǎn)間的相對(duì)位置，導(dǎo)入已知數(shù)據(jù)對(duì)待定點(diǎn)的位置關(guān)系計(jì)算。連續(xù)監(jiān)測(cè)變形工作中，獲得實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)，進(jìn)而設(shè)置變形模型，且對(duì)變形規(guī)律展開分析，獲取特點(diǎn)時(shí)間中更科學(xué)且穩(wěn)定的關(guān)系數(shù)據(jù)。GPS技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，能夠很好的分析形變的現(xiàn)勢(shì)性。

3 GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的注意事項(xiàng)

3.1 監(jiān)測(cè)中的誤差來(lái)源

在變形監(jiān)測(cè)工作中，會(huì)受到例如軌道、地球潮汐等多方面條件的影響，在監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能產(chǎn)生一些誤差，一般表現(xiàn)在下面幾點(diǎn)：首先是衛(wèi)星軌道的偏差，也就是衛(wèi)星星歷真實(shí)軌道和衛(wèi)星真實(shí)軌道二者的偏差，是對(duì)精度造成影響的重要原因，可通過(guò)GPS跟蹤網(wǎng)獲取2cm精度衛(wèi)星軌道，其次是衛(wèi)星信號(hào)傳播方面的誤差，對(duì)流程折射與電離層折射會(huì)影響到GPS信號(hào)，在通過(guò)離地面高度為50-1000千米大氣層的情況下，許多正離子與自由電子會(huì)導(dǎo)致信號(hào)路徑出現(xiàn)扭曲。最后是接收設(shè)備的誤差，衛(wèi)星軌道衛(wèi)星質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)和測(cè)站中心有差異會(huì)影響到精度，在變形監(jiān)測(cè)工作中，可以利用觀測(cè)值求差來(lái)應(yīng)用相位中心變化帶來(lái)的影響。

3.2 監(jiān)測(cè)中的注意事項(xiàng)

在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用GPS技術(shù)，需要具備較高的水平精度，因該技術(shù)會(huì)被各類客觀影響條件干擾而影響到測(cè)設(shè)，所以要確保三維測(cè)量，減少誤差，應(yīng)在變形測(cè)量過(guò)程中將負(fù)荷潮、地球潮汐考慮進(jìn)來(lái)，設(shè)置系統(tǒng)誤差模型且修正觀測(cè)量。另外加入對(duì)應(yīng)的未知參數(shù)，且對(duì)其求解，同步觀測(cè)值求差于衛(wèi)星與電離層模型方面。

4 結(jié)語(yǔ)

在工程變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用GPS技術(shù)不僅能夠使其優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)也能夠體現(xiàn)出該技術(shù)的特點(diǎn)與可適用性，不僅能夠在很大程度上提升變形監(jiān)測(cè)的工作效率，同時(shí)還能夠大大降低成本投入與勞動(dòng)力的支出，所以就需要有關(guān)人員進(jìn)一步分析并研究探討GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)與不足之處，推動(dòng)該技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中盡可能地降低其應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)工作中的缺陷，進(jìn)而使該技術(shù)的覆蓋面更加廣泛，提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量，這就需要技術(shù)人員能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求進(jìn)一步提高自身的專業(yè)知識(shí)技能并積極學(xué)習(xí)更多更新的GPS技術(shù)知識(shí)，使之能夠更好地應(yīng)用到自身的工作中來(lái)，同時(shí)還要注意變形監(jiān)測(cè)中的誤差來(lái)源，采取相應(yīng)的手段盡可能地降低誤差，進(jìn)而能夠更大程度地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展并更好的服務(wù)于社會(huì)。

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