邊坡變形監測中GPS技術的應用及數據處理分析

張理亞

（廣州亞奧建設工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

引言

隨著科學技術的不斷進步與發展，GPS技術被廣泛的應用到了各個領域中，但采用GPS技術進行監測的過程中容易受到粗差的影響。因此在采用GPS技術的過程中采用安穩分析的理論做好分析和推導工作，并根據最大的位移向量方法將整體的計算程序進行簡化，能有效的推升監測的穩定性?；诖?，本文根據當前GPS技術的發展情況，將其合理的應用到變形邊坡道路的監測工作中，并采用科學合理的數據處理方式和監測方式，進而為檢測出準確的數據信息，提供有利的幫助。

1.邊坡變形監測中GPS技術的應用概念

1.1 常規的GPS技術變形檢測方法

可將常規的GPS技術檢測方法分為相對定位和絕對定位兩項。第一，相對定位，又可將其稱為差分定位，采用兩臺或者兩臺以上的GPS接收機，分別將其安置在基線的端點位置并同時觀測四顆以上的相同衛星，通過數據處理的方式，得出基線端點位于協議地球做標系上的三維標差，如果知道一個點的坐標就能得出另外一個點的坐標。第二，絕對定位。可將相對定位稱之為單點定位，這種定位方法是采用一臺GPS接收機，觀測四顆以上的衛星，在觀測的過程中能將接收機上的天線中心三維坐標確定下來。該檢測方案監測的精確度大約在數米到幾十米左右。GPG技術在檢測變形的邊坡道路獲得了一定的成果，通過實踐表明，變形測量采用GPS技術是一項可行的辦法。

1.2 GPS一機多線的方法

采用該方法主要是為了解決應用GPS工程檢測時存在的問題。采用一個GPS接收機，就能接收多個GPS天線傳輸來的信號，能有效的實現使用一個天線能替代一個精確度較高的GPS 接 收機，使用這種檢測方法能降低檢測成本，這為邊坡變形檢測、大壩安全檢測等工程創造了有利的條件。GPS的一機多線控制器進行變形監測的原理為圖1，其主要由以下幾個部分組成，①數據的處理中心②數據傳輸③GPS多線控制器④天線陣列⑤野外供電系統⑥基準站。

圖1 GPS技術一機多線監測系統的工作原理

其中數據處理中心包括①微機總控②數據處理③數據管理④數據分析。該監測系統主要采用VC++或者高級的編程語言，設定較好的人機界面。如果該系統完成安裝后，在中心位置能夠實現全天二十四小時實時監測。相關技術人員可以不到現場，在辦公室就能了解現場的實際情況完善數據進程，可實現自動采集、讀取、儲存、發送和管理。在數據處理中心當中的另外一個功能是安全監控的綜合性分析工作，通過將現場傳輸過來的數據，進行處理、計算及分析的方式，進而做出預測和預報工作。

2.邊坡變形監測中GPS技術的數據處理

2.1 濾波及邊緣處理

通過分析小波函數的定義得知，起初產生函數時，應用的函數會在正負無窮的區間內，但在實際問題上一定的時間內，很少產生會出現邊緣的條件。解決邊緣問題時，一般會采用補零延拓、對稱延拓函數差值延拖邊緣的模式。如果信號有限，則小波函數和小波的分析尺度會形成在此區間內，另外在受到構造過程的相關影響，小波涵蓋邊界的條件。

完成信號的采樣后，能夠獲得到多個有限的頻帶，可通過將所有信號安置到特定的區間頻率上進行處理。其中會用到信號分解的方式，通過信號分解能將所有采集到的不同類型的信號分成不同種類，分別將其分為高頻和低頻的部分?？筛鶕嶋H情況的需要，采用分解的方式，對低頻位置進行次分解處理，此外可合理的采用小波分解的方式來分解高頻的位置，將其中的混合信號合理的解決，確保所有的子信號頻率都不同，因此可將小波分解法，廣泛的應用到處理不容的信號中。

2.2 RTK技術的融入

科學技術的不斷進步促使RTK技術已經不同程度的與GPS技術融合在一起，將兩種技術合理的融合在一起來進行邊坡監測，在其應用和推廣時取得了一定的成效，合理的控制監測的誤差。例如道路邊坡施工的過程中，融合RTK技術和GPS技術進行勘測定界工作，然后再準確的將位置確定下來，可將土地的適應范圍更好的確定下來，再計算占地面積。在一般情況下，在測量土地的實際面積時，實際上RTK技術就是GPS技術的一種延伸技術，不僅能將地面的面積精確的計算出來，也能合理的檢驗和審核結果的準確度。將RTK技術合理的融入變形邊坡道路的檢測中，能夠幫助檢測工作到來便利，并且檢測的精確度也得到了一定的提升。此外，GPS技術融入RTK技術，在檢測邊坡的動態工作中得到了廣泛的應用，逐漸將傳統的建議補測、平板儀的補測方法進行取代，這種檢測時段不僅促使變形邊坡檢測的效率和速度得到了顯著的提升，也節約了檢測變形邊坡道路的人力、物力、財力的成本投入。

2.3 小波分解

2.4 采用小波分析法

用GPS技術監測時，發射以及接收GPS信號的整個實施過程，會受到噪聲以及周圍復雜聲音的影響，其會影響到監測數值的精確度和準確性，因此應該合理的處理GPS監測的數據信息，來準確的獲得監測的序列，由于在監測的過程中噪音頻率相對較高，因此可采用變換小波的方式合理的控制信號將控制在0的位置。控制信號中針對沒有實際意義的位置，要對這些數據進行小波重構處理，確保去噪工作能夠有序的開展。在一般情況下，小波分解的去噪方式，一般會分為以下兩個環節。

第一，采集原始數據做好預處理工作，從所采集的信息數據的特點出發，將各個不同類型的小波進行綜合處理，然后選擇出最適宜的小波類型，確定分解的層次，然后運用小波分解的方式哦處理數據信號，即將所有高頻系統的闕值消除掉，然后在通過設定絕對值的方式處理所有尺寸的高頻系數。

第二，將所有尺寸的小波系數進行重構處理，如果f（x）是監測點變形數據的橫列，解題時采用Mallat的分解方式處理數據，然后根據數據的頻率差異將數據劃分為不同的部分，進而得出f（x）=Df（x）+Af（x）.演化公式，計算投影。小波的函數對應著帶通濾波器、尺度函數對應著低通濾波器。在對其解答的過程中，分解師會將其中的噪音序列采用分解的式的手段，將其帶入到不同的頻率中，在對其進行重構時，可將高頻的細節設置為0，得出重構，將變形序列進行去噪處理，進而可提升數據信息處理結果的穩定性和可靠性，得出的數據能更好的為相關工作人員服務，合理的控制邊坡變形，提升道路的安全性，使得人們的日常出行，更加的安全。

3.總結

綜上所述，科學技術的不斷創新與發展，促使GPS 技術得到有效的提升。對于道路的邊坡監測信息的分析，合理的將 GPS 技術應用到監測道路邊坡，可以避免監測時的弊端。所以，當前已將GPS 技術廣泛的應用到監測道路邊坡變形的工程當中。但如果采用 GPS 技術會對對測量的工程人員提出更高平的要求，工作人員應該不斷提升檢測效率，并完善和改進監測方法。本文對GPS技術應用帶檢測變形邊坡的實際工作中，合理的采用小波分析的處理方式，處理 GPS 監測點的變形信號，此外由于采集信號時會產生一定的噪音，因此應合理的采用小波分析技術能做好去噪工作，確保重建工作能夠正常開展，更好的提升 GPS 所監測出數據的精確度，為了能夠更好的為邊坡監測工作服務，確保變形邊坡監測的工作質量，進而對日后的相關檢測工作的合理開展，給予一定的指導建議。