GPS在變形監(jiān)測中數(shù)據(jù)測量優(yōu)勢及應(yīng)用

田俊哲（福建省地質(zhì)測繪院，福州350011）

GPS在變形監(jiān)測中數(shù)據(jù)測量優(yōu)勢及應(yīng)用

田俊哲
（福建省地質(zhì)測繪院，福州350011）

變形監(jiān)測能夠?qū)崿F(xiàn)對物體形態(tài)變化及與其走勢的評估，在現(xiàn)代地質(zhì)工程和建筑工程中具有重要的價值和意義。隨著現(xiàn)代科技的逐漸發(fā)展，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)化了監(jiān)測技術(shù)，提升了監(jiān)測效率。論文從變形監(jiān)測入手，研究GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用，總結(jié)GPS在變形監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)點，舉例闡述GPS在變形監(jiān)測中實際工程中的應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理方式，進一步說明GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中具有優(yōu)化變形監(jiān)測技術(shù)的作用，其應(yīng)用價值和意義顯著。

變形監(jiān)測；GPS；工程；應(yīng)用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.178

1 引言

GPS作為一項現(xiàn)代空間定位技術(shù)，其應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多，并且逐漸取代了傳統(tǒng)的光學(xué)測量儀器和電子測量儀器。我國自20世紀90年代后期就逐漸開始在建筑變形監(jiān)測中應(yīng)用GPS，實現(xiàn)三維坐標實時測量，提高了變形監(jiān)測的精確度，為我國變形監(jiān)測的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2 GPS在變形監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)點

GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分3個部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的實時定位、導(dǎo)航，具有全方位、全天候、全時段、高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)[1]。

1）在測站間不需要保持通視。GPS檢測在對變形建筑監(jiān)測的過程中測站間不需要保持通視，從而提高了變形監(jiān)測網(wǎng)的自由、方便性，節(jié)省了測站間的傳遞費用[2]。

2）具有三維位移測定的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的變形監(jiān)測主要采用的是平面移動利用正垂線、倒垂線、邊角導(dǎo)線等方法測定平面位移，使用精密水準儀、液體靜力水準儀等測量垂直位移[3]。而應(yīng)用GPS能夠?qū)崿F(xiàn)水平位移和垂直位移的同時測定，實現(xiàn)三維位移測量，提高測量效率和測量精確度。

3）具有全天候監(jiān)測的優(yōu)點。GPS技術(shù)在測量上不受天氣的影響，能夠在風(fēng)雨天氣實現(xiàn)對變形建筑的實時測量，實現(xiàn)了全天候測量，保障了變形監(jiān)測的時效性和準確性。

3 GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用理論

GPS在變形監(jiān)測中主要是以其連續(xù)性變形監(jiān)測為主，主要是采用固定的儀器對變形物進行長時間的數(shù)據(jù)采集和整理，從而獲取連續(xù)的變形數(shù)據(jù)，保持較高的變形監(jiān)測時間分辨率[3]。GPS連續(xù)變形監(jiān)測分為靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位2種數(shù)據(jù)處理方法，但是無論是哪種數(shù)據(jù)處理方法在其實際工程應(yīng)用的過程中均能夠達到變形測量連續(xù)性、準確性、時效性的優(yōu)勢。

3.2 GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用工程分析

針對GPS在某電視塔變形監(jiān)測中的應(yīng)用進行分析。電視塔塔高316m，是超高型鋼筋混凝土建筑物。在實際檢測應(yīng)用的過程中本次變形監(jiān)測一共布置了4個基準點，隨后為進一步測量又增加了一個基準點，基準點分布見圖1。

圖1 基準點分布圖

由于本次測量的時間緊、任務(wù)重，為了盡快取得基準數(shù)據(jù)使用GPS直接對其一期和二期的數(shù)據(jù)進行了觀測，測量中使用3臺WILD200雙頻GPS測量系統(tǒng)進行為期90min以上的持續(xù)監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。

表1 基準網(wǎng)一期和二期觀測點坐標差及穩(wěn)定性 m

進一步對該電視塔的實時監(jiān)測200m高度塔中心線偏移及各軸線的絕對扭轉(zhuǎn)量進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果見表2和表3。

根據(jù)表2和表3的數(shù)據(jù)進一步對該電視塔的實際變形監(jiān)測扭轉(zhuǎn)位移進行繪圖，從而直接顯示建筑物變形情況，如圖2所示，塔中心線的垂直偏移量沒有超過6mm，軸線扭轉(zhuǎn)也沒有超過5mm，在規(guī)定的限差內(nèi)。因此，該工程案例的實際GPS變形監(jiān)測的應(yīng)用測量數(shù)據(jù)和結(jié)果能夠看出GPS變形監(jiān)測在實際變形監(jiān)測工程中具有實時、連續(xù)、高效、準確的優(yōu)勢，其自動化和動態(tài)監(jiān)測能夠有效地為變形監(jiān)測工程提供數(shù)據(jù)支持，為建筑的安全提供實時變形數(shù)據(jù)。

表2 實時監(jiān)測200m高度塔中心線偏移 m

表3 實時監(jiān)測200m高度塔各軸線的絕對扭轉(zhuǎn)量

圖2 電視塔變形監(jiān)測軸線扭轉(zhuǎn)量圖

4 結(jié)語

變形監(jiān)測能夠掌握變形體的穩(wěn)定性，為其安全運行診斷提供必要的信息，從而及時采取措施。通過深入分析和研究最終確定利用GPS進行變形監(jiān)測，在變形監(jiān)測中利用靜態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位2種數(shù)據(jù)處理方式，提升了變形測量的準確性和精確度。GPS變形監(jiān)測具有全天性、高效性、精準性、連續(xù)性等特征，值得推廣應(yīng)用。

【1】謝勇.InSAR/GPS在礦山開采沉陷變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J].礦山測量，2012，1(2):81-83.

【2】趙正林.有關(guān)GPS在橋梁變形監(jiān)測中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2012，13(1):88.

【3】代波，李志飛.關(guān)于GPS在變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，1(5):22.

Advantage and Application of GPS in Deformation Monitoring

TIAN Jun-zhe
(Fujian Geologic Surveying and Mapping Institute,Fuzhou350011,China)

Deformation monitoring can be realized on the shape of the object and its trend of assessment, in the modern geological engineeringand construction engineering has an important value and significance.With the gradual development of modern science and technology, GPStechnology is widely used in all walks of life,GPS technology in the application of deformation monitoring optimizes the monitoring technology,enhances the monitoring efficiency. This paper based on the deformation monitoring ,analyses the application of GPS in the deformationmonitoring, summarizes the advantages of the application ofGPSin deformation monitoring, illustrates GPS applications in deformation and thedata processing in the actual engineering monitoring, further proved that GPS technology can optimize the deformation monitoring technology indeformation monitoring,and its application value and significance.

deformation monitoring;GPS;engineering;application

P228;TU196

B

1007-9467（2016）12-0187-02

2016-11-03

田俊哲（1982～），男，福建福州人，工程師，從事測繪技術(shù)應(yīng)用研究。