基于竣工后高層建筑變形監(jiān)測中應用GS技術(shù)的作用分析

葛紹良

【摘要】通常說來，高層建筑建成后，在施工階段布置的大部分參考點和監(jiān)測點將會被破壞，這在反映施工后期變形的難度比較大，但是后期的變形數(shù)據(jù)對整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著非常大的影響。變形監(jiān)測在后期進行，比之前的方法更為準確。 本文簡單介紹了GPS在竣工后高層建筑變形監(jiān)測中的重要作用，并提出了可供參考的前景。

【關(guān)鍵詞】竣工;高層;變形監(jiān)測;GPS

1、GPS變形監(jiān)測技術(shù)概述

1.1 GPS變形監(jiān)測技術(shù)簡介

高層建筑施工完成后，應做好各環(huán)節(jié)的變形監(jiān)測，避免變形的逐步積累影響工程的整體質(zhì)量。在實際的監(jiān)測過程中，常常受到監(jiān)測對象的幾何形狀，體積和周圍對象的影響，使得高層建筑的變形監(jiān)測無法順利進行。因此，傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)往往要花費大量時間，且監(jiān)控的數(shù)據(jù)不是一定的準確。自從把GPS的技術(shù)放在高層建筑變形的監(jiān)測以來，它能夠較為好的彌補之前的監(jiān)測技術(shù)的缺點，能夠一整天對高層建筑的變形進行觀測。變形監(jiān)測的質(zhì)量能夠得到一定的提升，并且誤差一直處于能夠控制的范圍之內(nèi)。

1.2 GPS變形監(jiān)測技術(shù)原理

在使用GPS對竣工后的高層建筑進行變形監(jiān)測時，需要先對GPS技術(shù)的工作的原理進行一定的熟悉，只有這樣，各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測工作才能順利進行。首先，GPS技術(shù)可以通過監(jiān)控站有效地接收數(shù)據(jù)，然后選擇相應的方法對數(shù)據(jù)進行分析，最后將分析結(jié)果傳輸?shù)杰浖糠郑ㄟ^相關(guān)的傳輸?shù)姆绞竭M行一定的處理。GPS技術(shù)收集到的監(jiān)測信息能夠在一定程度上對高層建筑的變形深度和變形的大小進行反映，從而可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)變形的位置和其他詳細的情況，以此來讓相關(guān)的工作人員對其進行修復和加固，保證之后的工程可以順利的進行，使得高層建筑的整體的安全和施工后的質(zhì)量能夠得到非常好的保證。GPS技術(shù)采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)的軟件后，對信息進行一定的處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳到指定的總控制站，從而獲得對應于變形的特定數(shù)據(jù)。

2、GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測中的應用

GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中的應用包括以下步驟：

（1）基準設(shè)計。基線設(shè)計是反映變形監(jiān)測結(jié)果的可靠且準確的工作。由于GPS測量不需要透視并且工作距離長，因此可以通過使用GPS技術(shù)完全選擇變形區(qū)域之外的參考點，從而確保數(shù)據(jù)的可靠性。

（2）圖形設(shè)計。根據(jù)監(jiān)控目的，在地圖上選擇點，然后進入站點，以確保所選點滿足網(wǎng)絡布局和現(xiàn)場觀察條件的要求，最后獲得待測點的近似值。根據(jù)接收者數(shù)量和網(wǎng)絡布局的原理，設(shè)計了網(wǎng)絡觀察模式。

（3）設(shè)計觀察期和時間段。根據(jù)觀測周期，結(jié)合工程特性和工程變形（如長時間緩慢變化，連續(xù)快速變化，急劇變化）分析，以獲得最佳有用的觀測值，以實現(xiàn)分析結(jié)果和監(jiān)測目的。該時段可以與衛(wèi)星在天空中的當前分布以及衛(wèi)星的健康狀況相結(jié)合，以分析時段的長度，白天和黑夜，天氣和其他外部因素，以獲得最佳的觀察時段。

（4）建立現(xiàn)場觀測模型。一般而言，相對的靜態(tài)定位的方法是把在一定時間段內(nèi)觀測到的信息（同步）和借助的差值來獲得變形點之間的坐標位置。對于連續(xù)的工程變形，將獲得此期間各點之間最直接的關(guān)系。

（5）選擇監(jiān)測面并完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集后，利用建筑物的整體變形模型描述監(jiān)測面的剛性運動狀態(tài)。建筑物的變形信息通過連續(xù)觀察反映出來。利用頻譜分析方法獲得建筑物的頻譜特征，以反映實時動態(tài)特征。

3、GPS技術(shù)在竣工后高層建筑變形監(jiān)測中的應用

GPS變形監(jiān)測技術(shù)包括三種方法：靜態(tài)測量，快速靜態(tài)測量和連續(xù)運行參考系統(tǒng)（CORS）。

3.1靜態(tài)測量方法

靜態(tài)測量方法基于GPS固定監(jiān)視。它具有一定的靜態(tài)特性，不會移動。在進行監(jiān)視之前，一定要確保區(qū)域環(huán)境的安全性和設(shè)備的穩(wěn)定性。主要的方法是使用多個GPS接收器（取決于建筑結(jié)構(gòu)的大小）將它們同時放置在觀察點上，以便在一定時間段內(nèi)進行同步觀察。局域網(wǎng)是通過邊緣連接的方法形成的，一般使用的是以2h為節(jié)點的數(shù)字操控系統(tǒng)。對收集到數(shù)據(jù)進行相關(guān)的處理能夠獲得觀測點的三維的坐標，這樣做能夠提高相關(guān)的檢測點的精度。此過程在側(cè)面的精度測量偏差非常的小，可以進行一定的忽略。

3.2 快速靜態(tài)測量法

快速靜態(tài)的測量方法的主要工作對象是對監(jiān)測點進行觀測。工作的原理是在參考點安裝兩個GPS接收器，這樣做的目的是能夠進行連續(xù)的觀察。而另一個接收器可以在觀測點進行一定的移動，進行數(shù)據(jù)采樣，采樣過程保持在2s以內(nèi)，然后進行數(shù)字處理以轉(zhuǎn)換每個監(jiān)視點的3d坐標和每個觀測解的3d坐標精度。 通常的水平的位移為4～5mm，垂直的位移一般在6～7mm。當測量的距離超過3000m時，水平的精度為5mm+1×10-6d（D為基線長度），垂直的精度為8mm+1×10-6d。

3.3連續(xù)運行參考站系統(tǒng)

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)可以理解為一個或多個系統(tǒng)固定，使得GPS可以同時工作的GPS參考站，它應用的是計算機網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，為用戶提供不同類型的GPS觀測數(shù)據(jù)。僅使用GPS接收器從監(jiān)視點收集數(shù)據(jù)，然后將收集的數(shù)據(jù)與CORS參考站合并以形成GPS網(wǎng)絡。

4、GPS技術(shù)在高層建筑變形監(jiān)測中的應用趨勢

當GPS技術(shù)應用于高山，地下，人口稠密地區(qū)和茂密的森林地區(qū)時，能夠非常好的使用該項技術(shù)。因此，高層建筑變形監(jiān)測離不開當前的GPS。如何進一步更好的提高GPS的技術(shù)的精確性，對現(xiàn)在存在的問題進行解決，是GPS技術(shù)在高層建筑變形監(jiān)測中長時間使用的前提，也是確定真實規(guī)模和方向的基本條件。

結(jié)語：

伴隨著建設(shè)項目的發(fā)展的快速，高層建筑的數(shù)量正在以一種非常快的速度增加，因此，對高層建筑的變形進行監(jiān)測有著非常重要的意義。由于之前的測量工具的花費較多，精度較低，使得效率也會非常的低，GPS技術(shù)在高層建筑變形監(jiān)測中的特點非常的明顯，監(jiān)測的精度也會非常的高，未來的發(fā)展非常的好。

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