李寧

摘要：隨著我國(guó)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(lái)越快。全球定位技術(shù)（GPS）在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，GPS現(xiàn)階段主要應(yīng)用在工程變形監(jiān)測(cè)中。全球定位系統(tǒng)具有連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確、工作時(shí)間長(zhǎng)以及自動(dòng)化的特點(diǎn)，GPS的應(yīng)用，對(duì)大地測(cè)量學(xué)以及地球動(dòng)力學(xué)的的發(fā)展與研究有很大的影響。本文針對(duì)GPS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及其對(duì)工程變形監(jiān)測(cè)的重要性進(jìn)行了分析，通過(guò)GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)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(cè)中能更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè);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(cè)量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動(dòng)力學(xué)、海洋大地測(cè)量、地球物理探測(cè)、資源勘探、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速以及精密時(shí)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(huì)和生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各種大型的工程建筑物越來(lái)越多，所以其變形監(jiān)測(cè)的工作也變得越來(lái)越重要。但是若用傳統(tǒng)的測(cè)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(shí)在變形監(jiān)測(cè)中以其顯示出傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)所無(wú)法取代的重要作用;本文就是通過(guò)GPS對(duì)垃圾處理廠大壩的變形監(jiān)測(cè)為例，說(shuō)明GPS是一種很有效的監(jiān)測(cè)變形觀測(cè)的方法。

1 GPS定位技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)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(cè)中具有以下優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：測(cè)站之間無(wú)需通視，GPS技術(shù)監(jiān)測(cè)只要在保證良好的信號(hào)接收基礎(chǔ)上，即可靈活選擇監(jiān)測(cè)，提高監(jiān)測(cè)精度;全天候檢測(cè)，GPS衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，用戶可以隨時(shí)隨地展開GPS定位測(cè)量;自動(dòng)化程度高，GPS接收可以自動(dòng)接收數(shù)據(jù)，跟蹤衛(wèi)星信號(hào)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)可以在無(wú)人值守的情況下，實(shí)現(xiàn)采集、分析、處理、傳輸長(zhǎng)期連續(xù)的自動(dòng)化變形檢測(cè);高精度三維定位，GPS技術(shù)在變形檢測(cè)中能同時(shí)精確測(cè)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(hào)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(cè)中的發(fā)展現(xiàn)狀

工程變形監(jiān)測(cè)中GPS技術(shù)的使用在近幾年的發(fā)展中，已經(jīng)越來(lái)越被重視。目前，GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)應(yīng)用中觀測(cè)長(zhǎng)度以及測(cè)量精確度都有明顯的提高。GPS技術(shù)在對(duì)一些常規(guī)的滑坡整體活動(dòng)變形監(jiān)測(cè)中，通過(guò)GPS技術(shù)的全方位進(jìn)行檢測(cè)，能夠更加準(zhǔn)確的確定滑坡的整體活動(dòng)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(cè)中，GPS技術(shù)的應(yīng)用能夠更加快速的進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不會(huì)過(guò)多受到外界影響，同時(shí)確保準(zhǔn)確度，而且，對(duì)于大型建筑進(jìn)行的各個(gè)被測(cè)點(diǎn)的三維移動(dòng)變化能夠確保二十四小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，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(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)大型建筑物的保養(yǎng)以及修復(fù)提供支持。在進(jìn)行水庫(kù)大壩的變形監(jiān)測(cè)中，對(duì)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(cè)中，對(duì)于測(cè)量方法的精準(zhǔn)度，工作時(shí)間以及工作的范圍要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)的測(cè)量方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)階段的工程變形監(jiān)測(cè)工作。GPS技術(shù)在工程變形監(jiān)測(cè)中很好的滿足了對(duì)于測(cè)量方法的需求，在進(jìn)行的建筑物的變形檢測(cè)中，工作人員只需將GPS接收機(jī)安裝在監(jiān)測(cè)站以及基準(zhǔn)站，GPS就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行定時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，確保數(shù)據(jù)傳送的技術(shù)性，實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)處理中心所接受，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)與分析。GPS技術(shù)影響著工程變形監(jiān)測(cè)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(cè)的發(fā)展。

3 GPS在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1運(yùn)用小波分析

GPS監(jiān)測(cè)手段應(yīng)當(dāng)能夠用來(lái)完成小波分析。近些年以來(lái)，針對(duì)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(cè)，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(cè)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(lái)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(cè)。具體而言，小波分析密切結(jié)合了頻率以及時(shí)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(cè)部分。

3.2圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)

對(duì)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(cè)中監(jiān)測(cè)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(cè)網(wǎng)中的確認(rèn)。首先是對(duì)圖像的選擇，對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)、有效控制變形點(diǎn)的確認(rèn)以及對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行的相互檢驗(yàn)情況，最后是對(duì)于模型識(shí)別與參數(shù)識(shí)別進(jìn)行的設(shè)計(jì)，它們的設(shè)計(jì)會(huì)起到一個(gè)對(duì)于變形模型的保護(hù)作用，能夠提高對(duì)于變形引發(fā)原因的監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)進(jìn)行有效的解決與預(yù)防。

3.3構(gòu)建集成系統(tǒng)

針對(duì)GPS監(jiān)測(cè)手段如果不加改進(jìn)，那么將會(huì)呈現(xiàn)較窄的信號(hào)覆蓋區(qū)，同時(shí)也將呈現(xiàn)多樣化的噪聲干擾以及較低的垂直監(jiān)測(cè)密度。為了改進(jìn)現(xiàn)狀，針對(duì)GPS涉及到的各類局限性都要致力于全面消除。通過(guò)運(yùn)用3S的全新監(jiān)測(cè)技術(shù)，就可以構(gòu)建集成式的監(jiān)測(cè)體系，從而緊密結(jié)合了多樣化的監(jiān)測(cè)手段以及監(jiān)測(cè)措施。近些年以來(lái)，已有學(xué)者正在嘗試結(jié)合INSAR以及GPS的兩類監(jiān)測(cè)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(cè)結(jié)論。此外，如果有必要測(cè)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(cè)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(cè)量方法在進(jìn)行工程變形監(jiān)測(cè)的工作中，環(huán)境、地形、設(shè)備儀器等因素會(huì)影響到變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果的準(zhǔn)確性，監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)與變形的監(jiān)測(cè)區(qū)域之間的距離不能確保精確，同時(shí)傳統(tǒng)測(cè)量方法本身變形因素受到限制，監(jiān)測(cè)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(cè)的結(jié)果的準(zhǔn)確度主要依靠基準(zhǔn)設(shè)計(jì)來(lái)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(duì)于監(jiān)測(cè)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(cè)量技術(shù)導(dǎo)致的監(jiān)測(cè)網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)位置定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提高了工程中變形監(jiān)測(cè)的工作效率。

4結(jié)語(yǔ)

GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)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(guò)GPS的數(shù)據(jù)分析，可以清楚的看到坐標(biāo)的變化，對(duì)于大壩的變形有一定的預(yù)測(cè)作用。GPS接收機(jī)還有一個(gè)特點(diǎn)，就是可以自動(dòng)觀測(cè)。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)大型工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)起到了一定的推動(dòng)作用。

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（作者單位：河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）