摘 要:本文基于筆者多年從事水利工程測量的相關工作經(jīng)驗，以CORS系統(tǒng)在某水利工程設施位移監(jiān)測中的應用為研究對象，分析了CORS系統(tǒng)法在某大壩水平位移監(jiān)測中施測方案，證明了CORS系統(tǒng)法滿足防洪大壩水平位移監(jiān)測的需求，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞:CORS 水平位移監(jiān)測 前方交會 精度

中圖分類號:P2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)07(b)-0137-02

國內許多研究表明GPS中長基線的解算精度已經(jīng)達到1×10－8～l×10－9量級，完全能取代傳統(tǒng)的變形監(jiān)測方法?；谶@些研究成果，加之GPS衛(wèi)星定位技術具有速度快、經(jīng)費省且不受通視條件限制等優(yōu)點，在平面控制測量中取代了常規(guī)測量技術，本論文將探討應用CORS系統(tǒng)對建筑物進行水平變形監(jiān)測。

近年來在局域差分GPS基礎上發(fā)展起來的CORS系統(tǒng)，應用了許多現(xiàn)代科技成果，VRS和主輔站技術就是其中主要技術之一。CORS系統(tǒng)是現(xiàn)代測量技術的標志，具有全天候、全自動、實時導航定位功能?？蓾M足覆蓋區(qū)域內各種地面、空中和水上交通工具的導航、調度、自動識別和安全監(jiān)控等功能，還可以服務于高精度中短期天氣狀況的數(shù)值預報、變形監(jiān)測、科學研究等。尤其是在城市規(guī)劃、國土管理、城鄉(xiāng)建設和基礎測繪方面，在建筑物變形監(jiān)測中也越來越需要這種自動化程度高、精度高的技術。利用CORS系統(tǒng)進行變形監(jiān)測可有效的降低工程費用，縮短工期，提高數(shù)據(jù)質量。但由于應用CORS系統(tǒng)進行變形監(jiān)測有別于常規(guī)的監(jiān)測技術，它本身的數(shù)據(jù)以及變形監(jiān)測數(shù)據(jù)都需要進行有效的處理，才能滿足變形監(jiān)測的需要。

1 工程概況

某防洪大壩從80年代開始啟用，為了應用CORS系統(tǒng)監(jiān)測大壩在一段時期內水平變形情況，在大壩的不同位置上安裝固定GPS基座，進行三天的GPS變形監(jiān)測。本文將對比常規(guī)的前方交會法和CORS系統(tǒng)法。

2 前方交會法監(jiān)測

2.1 水平位移監(jiān)測網(wǎng)的布設

依據(jù)《工程測量規(guī)范》中對變形監(jiān)測的要求，布設四個基準點的監(jiān)測網(wǎng)，四個點都布設在地基穩(wěn)固的低層平房上或堅固的巖石上，變形控制網(wǎng)采用邊角網(wǎng)的觀測方式，角度觀測和邊長觀測利用1″級全站儀，測距精度為±(1mm+l×10－6D)?？刂凭W(wǎng)按二等三角測量進行，水平角按全圓法觀測，每站測6個測回，垂直角測4個測回。測距每條邊讀數(shù)4次，其互差不大于2mm。對變形點LQ的觀測按三等三角測量進行。水平角每站測4個測回、垂直角測2個測回。變形監(jiān)測網(wǎng)略圖見圖1。

2.2 精度評定

變形控制網(wǎng)平差方法選擇經(jīng)典自由網(wǎng)平差模式。變形監(jiān)測網(wǎng)按二等三角網(wǎng)觀測，取觀測方向中誤差。(經(jīng)驗值)，再依以及計算出每個觀測方向及每條觀測邊的權。監(jiān)測網(wǎng)的第二次觀測及以后所有的觀測，都要進行點位穩(wěn)定性檢驗采用經(jīng)典嚴密平差法時，復測后兩次平差值的較差應符合下式的要求:

式中△——兩次平差值較差(Ⅳ);——單位權中誤差(\"):——權系數(shù)。

在水平位移監(jiān)測網(wǎng)設計完成后，對觀測數(shù)據(jù)使用清華山維NASEW測繪平差軟件進行精度估計，控制網(wǎng)中最大誤差情況:

最大點位誤差=2.25mm，最大點間誤差=l.5lmm，最大邊長比例誤差=1／138889。由以上分析可得，最大點位誤差為2．25mm，滿足規(guī)范3.0mm的要求;最大邊長比例誤差1／138889，滿足規(guī)范1／120000的要求。

2.3 水平位移觀測

為削弱照準誤差，觀測點覘牌按以下五個要求制作:①反差大;②沒有相位差;③圖案對稱;④圖案兩邊留有適當?shù)膮⒖济娣e;⑤便于安置。首選白底黑圖案雙線條為宜的覘牌。

觀測點水平位移測量用前方交會法。為保證基準點的穩(wěn)定性，應定期進行重復測量，計算每次的坐標值，用統(tǒng)計檢驗的方法來判斷點位的穩(wěn)定性。根據(jù)基點實地埋設時的工程與地質信息，直接用擬穩(wěn)平差進行網(wǎng)點穩(wěn)定性分析。通過統(tǒng)計檢驗當基點確實存在位移時，對觀測點的觀測值就得進行改正。本次變形測量采用的前方交會法，可以將測站點的位移看作儀器的偏心，利用改正后的數(shù)值來計算位移量。本實例觀測未出現(xiàn)基點的位移。

2.4 數(shù)據(jù)處理

以第一天觀測的數(shù)據(jù)為基準，計算之后兩天水平位移的變化值，用清華山維NASEW對觀測數(shù)據(jù)進行平差后X、Y的位移變化和中誤差見表1。

3 CORS系統(tǒng)法

3.1 觀測參數(shù)配置

本次監(jiān)測活動，數(shù)據(jù)采樣間隔30s，采集高度截止角為15°，數(shù)據(jù)解算高度截止角為200，靜態(tài)觀測定位時段長度12h，由于3個參考站與5個參考站解算結果相差不大，因此本實例只選取3個CORS參考站為監(jiān)測網(wǎng)，基準網(wǎng)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理采用GAMIT軟件和精密星歷。

3.2 具體方案

由于各參考站都是24h采集數(shù)據(jù)，因此截取每天所需時間段的觀測數(shù)據(jù)行解算，分析每天解算結果的異同，連續(xù)幾天的變化趨勢。

3.3 基準網(wǎng)設計

根據(jù)上述結論，在滿足變形監(jiān)測要求的前提下，此次實例分析只采用離變形監(jiān)測點較近的三個參考站作為變形基準網(wǎng)，三個參考站為JZOl、JZ02、JZ03，變形監(jiān)測點在三個參考站組成的三角形內。

3.4 數(shù)據(jù)采集

于2007年9月2日～4日開展外業(yè)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集的時間段為9:00-21:00，共觀測3天3個時段，整個外業(yè)觀測過程無異常，未重測或補測。

采用l臺Trimble5800雙頻GPS接收機，儀器標稱精度為5mm+lppm。觀測時的參數(shù)設置如下:接收機作業(yè)模式為靜態(tài)觀測，觀測時段數(shù)為3個，測量等級為B級，時段長度12h，衛(wèi)星高度截止角為10°，有效衛(wèi)星數(shù)大于6顆，采樣間隔30s。采集的GPS數(shù)據(jù)為dat格式，用TG01.62的Convert to RINEX功能轉換為標準RINEX格式。

4 數(shù)據(jù)處理分析

首先使用TEQC軟件對每天觀測數(shù)據(jù)進行預處理，查看所有觀測衛(wèi)星的多路徑效應和信噪比圖，剔除一些多路徑效應、信噪比影響較大的衛(wèi)星，為GAMIT準備相對較好的數(shù)據(jù)。通過對每一個觀測數(shù)據(jù)的分析可知，各接收機接收GPS信號質量比較好，符合本設計的要求。本例選用3個CORS參考站的數(shù)據(jù)，采樣率為30s，截取12小時的觀測數(shù)據(jù)，結合精密星歷并利用GAMIT軟件進行高精度解算。解算結果。利用GLOBK軟件與三個參考站已知坐標對監(jiān)測點LQ進行約束平差，然后進行坐標轉換，得到監(jiān)測點平差坐標。

dx—— 模擬監(jiān)測點X方向位移量，dy—— 點位Y方向位移量，取LQ點幾天的算術平均值為真值，△dx、△dy點位X，Y方向位移量與真值的較差，即外符合精度，可以理解為真誤差。

5 結語

通過上面的分析可知，監(jiān)測點LQ水平位移量X、Y方向上基本在3mm以內，較規(guī)范要求值4.2mm略低。說明大壩運行非常穩(wěn)定。同時對比了利用常規(guī)前方交會的方法，結果基本吻合。因此，我們可以得到，運用CORS系統(tǒng)對防洪大壩進行水平監(jiān)測所得到的結果滿足《工程測量規(guī)范》(GB 50026-93)變形監(jiān)測三等精度要求，完全可以替代常規(guī)邊角測量的方法。

參考文獻

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