基于GPS沉降變形監測技術在工程實際中的應用探討

文/劉友明 深圳市勘察測繪院有限公司 廣東深圳 518028

近幾年，我國建筑行業的得到迅猛發展，人們也越來越重視建筑施工的質量與建筑性能。將GPS沉降變形監測技術應用到工程實際中，主要包括在高速公路的沉降變形的監測等方面，大大提高了定位精準度與施工效率。GPS沉降變形監測技術其實是從GPS定位技術發展而來的，為我國工程建設的修復工作帶來技術支持與便利。

隨著科學技術與信息技術的不斷發展與完善，通過對子午儀系統的研究與開發，為GPS的突破發展提供技術支持。目前，GPS在工程實際中一般都采用載波相位觀測量，進一步提高差分數據處理的效果，突破了傳統上測量與定位不準確的弊端。隨著對衛星定位系統的研究，美國利用此技術在全球范圍內進行定位，通過試驗衛星的發射成功，不斷提高GPS定位的準確性與可靠性，同時也使GPS沉降變形監測技術得到不斷擴展與應用【1】。

1、GPS沉降變形監測技術的定位原理

在科學技術與信息技術不斷完善與發展的時代背景下，為實際工程建設提供了積極的推動作用。工程建筑施工是一項比較復雜、綜合性比較強的過程，在實踐中，經常會涉及多方面的專業知識與專業技能，而且還需要花費大量的資金成本。GPS沉降變形監測技術在工程實際中應用，不僅提高了定位的精準性，提高工作效率，在一定程度上還保證了建筑施工的穩定性與安全性。GPS沉降變形監測技術的定位原理主要是利用GPS技術確定待定點的位置參數，依靠測量數據中的已知距離交聯的地點進行測量，獲取有價值的數據信息，然后確切定位具體地點，從而對整個工程進行全方位的實時跟蹤，取得一定的觀測量。并且通過多種綜合衛星的記錄數據得到接收機的具體位置，建立起未知點與參考點之間的聯系，為實際工程工作提供數據支持。如果已知空間GPS衛星的瞬時位置，并且知道測站點的三維坐標，GPS接受機只需要接收三顆GPS衛星所發射的信號，通過對GPS衛星所發射的信息進行綜合分析與勘探，并在后方交會原理的指導之下，最終確定測站點的三維坐標【2】。GPS沉降變形監測技術其中最重要的就是在線實時分析系統，這種系統通過對數據信息進行采集、處理與整合等，主要由數據無線或者有線傳輸和數據分析處理等多個結構組成。利用GPS實時動態監測，通過無線電傳輸技術，將數據信息傳輸到終端系統，然后再經過地理信息系統開發數據處理與分析軟件，對整個傳輸過程進行變形分析，從而得出變形分析的最終結果，進而為防災減災工程提供理論依據。

其實接收機的具體位置也可以在記錄時間的衛星中獲得，在需要測量的地點設置GPS接收機，在某個特定時間內同時發射三顆以上衛星，同時記錄這幾個衛星發來的信號，在將接收到的數據信息通過計算機技術進行分析與整合，最終得出GPS接收機測點的中點到衛星的距離。

GPS沉降變形監測技術是一項新型技術，與原始水準沉降變形監測技術先比較其具有較大的優勢。原始水準沉降變形監測技術在工程應用中也存在一定的局限性。對于建立大型的工程控制網部署可以應用GPS沉降變形監測技術，但是在一些隱蔽性或者遮擋性區域就無法使用GPS。因此我們可以使用GPS沉降變形監測技術時，提高信號傳輸的速度與穩定性，在很大程度上還可以保障傳輸安全。

2、GPS沉降變形監測網的精度分析

我們可以結合10千米的路段變形情況來分析監測網，從多個角度與多個層面分析GPS沉降變形監測網的精準度。我們首先建立數據模型，并根據這路段的地形以及地基變形情況進行綜合分析與探究，再建立7個基準點與15個監測點，最后對數據模式進行模擬操作，以圖形或者表格的形式來展現GPS沉降變形監測具體特征，這種方式可以更加清楚、直觀，讓相關人員一看便知，不需要相關講解與說明。

3、GPS沉降變形監測技術在工程中的實際應用分析

3.1 GPS沉降變形監測技術在地面工程中的應用

我國地面工程包括很多種，比如采煤、采油、采礦等，地面工程中存在的風險來自于多方面內容，比如地質情況、氣候條件以及地形等不可抗力風險，還包括社會風險，這些風險因素對地面工程施工帶來極大地負面影響。在施工過程中，會使得許多的挖掘區出現地面下沉甚至是坍塌的情況，有時過度抽取地下水也會使地面出現沉降現象，不僅對自然生態系統造成負面影響，還嚴重威脅施工人員以及其他人員的人身安全。采礦工程對地面的影響主要包括兩方面，一是不合理的開采方式導致地面發生移動，另一個是由于對地質、地形情況沒有進行仔細勘察與分析，在施工中導致礦區邊坡發生變化。GPS沉降變形監測技術造地面工程中的應用，可以實施跟蹤與檢測不同時間段內地面的水平位置變化情況，一旦發生異常現象或者其他安全事故，可以及時采取有效措施處理。并且應用GPS沉降變形監測技術，可以對測量的數據進行分析整合與比對，對地面工程現象進行監督，不需要花費過多的人力與物力，就可以高效、準確完成工程量【3】。

3.2 GPS沉降變形監測技術在大壩監測工程中的應用

大壩工程建設是我國重要基礎性建設，關系著國家與人們的根本利益。在大壩工程建設完成之后，經常會出現水平或者垂直方向的變化，從而導致地面沉陷、傾斜甚至出現裂縫現象。通過分析與調查我們可以發現造成大壩出現這些問題的主要原因是，大壩水庫與水電站很容易因為過于沉重的壓力導致大壩工程損壞，威脅人們生命財產安全。GPS沉降變形監測技術在大壩工程中的應用，可以利用精準定位技術確定大壩的確定位置，對大壩工程建設進行嚴格監督與控制，這些工序都可以自動化進行。

結語：

綜上所述，文章對GPS沉降變形監測技術的發展歷程以及定位原因進行闡述，并系統分析了GPS沉降變形監測技術在工程中的實際應用，更好地理解與掌握GPS沉降變形監測技術。隨著我國科學技術與信息技術的發展與完善，為我國的GPS沉降變形監測技術的發展帶來新的發展前景，GPS沉降變形監測技術的廣泛應用，不斷提高工程質量與工作效率，在一定程度上保證工程監測的準確性與可靠性，為工程各個環節與各個階段工作的順利開展奠定良好基礎。GPS沉降變形監測技術還可以實現經濟效益與自然生態效益的協調統一發展，為我國城市建設提供技術保障。

[1]李彤.GPS和衛星地圖在城鎮燃氣管道設計中的應用[A].第二屆中國城市燃氣論壇——燃氣青年工程師論壇資料匯編[C].2017年.

[2]廖斌杰.城市供水管網GIS信息系統的建立與更新[A].全國測繪科技信息網中南分網第二十四次學術信息交流會論文集[C].2017年.

[3]張軍，田金鑫，徐景田.小跨度鋼桁架結構變形監測技術研究[A].2016全國測繪科技信息交流會暨首屆測繪博客征文頒獎論文集[C].2016年.