李寧

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各方面技術(shù)能力提高的速度也越來越快。全球定位技術(shù)（GPS）在我國的應(yīng)用越來越廣泛，GPS現(xiàn)階段主要應(yīng)用在工程變形監(jiān)測中。全球定位系統(tǒng)具有連續(xù)性、實(shí)時性、監(jiān)測準(zhǔn)確、工作時間長以及自動化的特點(diǎn)，GPS的應(yīng)用，對大地測量學(xué)以及地球動力學(xué)的的發(fā)展與研究有很大的影響。本文針對GPS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及其對工程變形監(jiān)測的重要性進(jìn)行了分析，通過GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測中的的應(yīng)用，不斷改善GPS技術(shù)在應(yīng)用中出現(xiàn)的不足，使GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測中能更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測;GPS技術(shù);應(yīng)用

目前，在許多領(lǐng)域，如經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)等，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。它在大地測量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動力學(xué)、海洋大地測量、地球物理探測、資源勘探、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測、運(yùn)動目標(biāo)的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分顯示了衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。隨著社會和生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各種大型的工程建筑物越來越多，所以其變形監(jiān)測的工作也變得越來越重要。但是若用傳統(tǒng)的測量方法不僅工作量大，而且其精度也很難達(dá)到，而GPS定位技術(shù)此時在變形監(jiān)測中以其顯示出傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)所無法取代的重要作用;本文就是通過GPS對垃圾處理廠大壩的變形監(jiān)測為例，說明GPS是一種很有效的監(jiān)測變形觀測的方法。

1 GPS定位技術(shù)在變形監(jiān)測中應(yīng)用特點(diǎn)

GPS定位技術(shù)作為一種全新的空間定位技術(shù)，在變形監(jiān)測中具有以下優(yōu)勢特點(diǎn)：測站之間無需通視，GPS技術(shù)監(jiān)測只要在保證良好的信號接收基礎(chǔ)上，即可靈活選擇監(jiān)測，提高監(jiān)測精度;全天候檢測，GPS衛(wèi)星均勻分布在6個軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，用戶可以隨時隨地展開GPS定位測量;自動化程度高，GPS接收可以自動接收數(shù)據(jù)，跟蹤衛(wèi)星信號，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)可以在無人值守的情況下，實(shí)現(xiàn)采集、分析、處理、傳輸長期連續(xù)的自動化變形檢測;高精度三維定位，GPS技術(shù)在變形檢測中能同時精確測定大地高和平面位置，一次性獲取高精度的三維坐標(biāo);抗干擾性能好、隱蔽性強(qiáng)，用戶設(shè)備只需要單一接收GPS衛(wèi)星信號即可獲取定位信息和導(dǎo)航數(shù)據(jù)。

2 GPS在工程變形監(jiān)測中的發(fā)展現(xiàn)狀

工程變形監(jiān)測中GPS技術(shù)的使用在近幾年的發(fā)展中，已經(jīng)越來越被重視。目前，GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測應(yīng)用中觀測長度以及測量精確度都有明顯的提高。GPS技術(shù)在對一些常規(guī)的滑坡整體活動變形監(jiān)測中，通過GPS技術(shù)的全方位進(jìn)行檢測，能夠更加準(zhǔn)確的確定滑坡的整體活動情況，從而掌握滑坡的發(fā)育情況以及滑坡變形的程度、變形規(guī)律。在進(jìn)行大型建筑的位移檢測中，GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠更加快速的進(jìn)行監(jiān)測，不會過多受到外界影響，同時確保準(zhǔn)確度，而且，對于大型建筑進(jìn)行的各個被測點(diǎn)的三維移動變化能夠確保二十四小時不間斷監(jiān)測，快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)大型建筑物的三維位移規(guī)律，從而提高大型建筑物的安全程度，監(jiān)測的數(shù)據(jù)對大型建筑物的保養(yǎng)以及修復(fù)提供支持。在進(jìn)行水庫大壩的變形監(jiān)測中，對于地面，蓋層以及海上都可以依靠GPS技術(shù)很好的完成工作，確保大壩的安全。在現(xiàn)階段的工程變形監(jiān)測中，對于測量方法的精準(zhǔn)度，工作時間以及工作的范圍要求越來越高，而傳統(tǒng)的測量方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)階段的工程變形監(jiān)測工作。GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測中很好的滿足了對于測量方法的需求，在進(jìn)行的建筑物的變形檢測中，工作人員只需將GPS接收機(jī)安裝在監(jiān)測站以及基準(zhǔn)站，GPS就會進(jìn)行自動、連續(xù)的監(jiān)測，同時進(jìn)行定時的數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)傳送的技術(shù)性，實(shí)時檢測數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)處理中心所接受，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測與分析。GPS技術(shù)影響著工程變形監(jiān)測工作的發(fā)展以及之后的工作效率，只有不斷提高GPS的使用技術(shù)，才能更好的促進(jìn)工程變形監(jiān)測的發(fā)展。

3 GPS在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1運(yùn)用小波分析

GPS監(jiān)測手段應(yīng)當(dāng)能夠用來完成小波分析。近些年以來，針對較大規(guī)模的水利設(shè)施以及大型建筑如果要實(shí)現(xiàn)全方位的精確監(jiān)測，那么不能缺少小波分析作為保障。受到噪聲以及其他外在要素的影響，傳統(tǒng)模式下的監(jiān)測結(jié)論很有可能并不足夠精確，在這之中涉及到混合的多波段信息，進(jìn)而帶來了嚴(yán)重干擾。為了改進(jìn)現(xiàn)狀，可以把小波分析適用于變形監(jiān)測。具體而言，小波分析密切結(jié)合了頻率以及時間的兩類分辨率，上述二者分別適用于頻率較高以及頻率較低的變形監(jiān)測部分。

3.2圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)

對于圖形結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，主要就在工程變形監(jiān)測中監(jiān)測點(diǎn)之間、配置基準(zhǔn)點(diǎn)與變形點(diǎn)之間的設(shè)計(jì)，還有連接方式與獨(dú)立機(jī)選的數(shù)目在檢測網(wǎng)中的確認(rèn)。首先是對圖像的選擇，對于基準(zhǔn)點(diǎn)、有效控制變形點(diǎn)的確認(rèn)以及對于基準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行的相互檢驗(yàn)情況，最后是對于模型識別與參數(shù)識別進(jìn)行的設(shè)計(jì)，它們的設(shè)計(jì)會起到一個對于變形模型的保護(hù)作用，能夠提高對于變形引發(fā)原因的監(jiān)測，從而及時進(jìn)行有效的解決與預(yù)防。

3.3構(gòu)建集成系統(tǒng)

針對GPS監(jiān)測手段如果不加改進(jìn)，那么將會呈現(xiàn)較窄的信號覆蓋區(qū)，同時也將呈現(xiàn)多樣化的噪聲干擾以及較低的垂直監(jiān)測密度。為了改進(jìn)現(xiàn)狀，針對GPS涉及到的各類局限性都要致力于全面消除。通過運(yùn)用3S的全新監(jiān)測技術(shù)，就可以構(gòu)建集成式的監(jiān)測體系，從而緊密結(jié)合了多樣化的監(jiān)測手段以及監(jiān)測措施。近些年以來，已有學(xué)者正在嘗試結(jié)合INSAR以及GPS的兩類監(jiān)測手段，運(yùn)用四維形變的方式給出精確度更高的整體性監(jiān)測結(jié)論。此外，如果有必要測定公路采空區(qū)的真實(shí)狀況，則可以選擇3S作為必需的監(jiān)測手段。

3.4基準(zhǔn)設(shè)計(jì)情況

基準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要有兩種，位置基準(zhǔn)和內(nèi)外部尺度基準(zhǔn)。傳統(tǒng)的測量方法在進(jìn)行工程變形監(jiān)測的工作中，環(huán)境、地形、設(shè)備儀器等因素會影響到變形監(jiān)測的結(jié)果的準(zhǔn)確性，監(jiān)測網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)與變形的監(jiān)測區(qū)域之間的距離不能確保精確，同時傳統(tǒng)測量方法本身變形因素受到限制，監(jiān)測后的數(shù)據(jù)不能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、反映。工程變形監(jiān)測的結(jié)果的準(zhǔn)確度主要依靠基準(zhǔn)設(shè)計(jì)來保障，GPS技術(shù)應(yīng)用的都是精準(zhǔn)度較高的高科技技術(shù)，對于監(jiān)測網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)位置的確認(rèn)能夠保障準(zhǔn)確度，完成速度快，很好的解決了因?yàn)閭鹘y(tǒng)測量技術(shù)導(dǎo)致的監(jiān)測網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)位置定位不準(zhǔn)確的問題，提高了工程中變形監(jiān)測的工作效率。

4結(jié)語

GPS技術(shù)在變形監(jiān)測方面的應(yīng)用，具有高精度、高效率、不受環(huán)境條件影響等優(yōu)點(diǎn)。通過GPS的數(shù)據(jù)分析，可以清楚的看到坐標(biāo)的變化，對于大壩的變形有一定的預(yù)測作用。GPS接收機(jī)還有一個特點(diǎn)，就是可以自動觀測。這對于實(shí)現(xiàn)大型工程建筑物的變形監(jiān)測起到了一定的推動作用。

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（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）