GPS在變形監(jiān)測(cè)中的技術(shù)應(yīng)用

吳芝建　石鼎

摘 要：隨著測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)得到很大的發(fā)展空間，GPS技術(shù)的使用使得測(cè)量的精度更加準(zhǔn)確，GPS技術(shù)已經(jīng)成為導(dǎo)航、定位以及測(cè)量界的主導(dǎo)作用。GPS在變形監(jiān)測(cè)中充分的發(fā)揮了高效率、不需通視以及全天候的測(cè)量特點(diǎn)，并且在測(cè)量的結(jié)果上取得了很好的成果，在深基坑開(kāi)挖的過(guò)程中對(duì)于GPS的應(yīng)用是比較廣泛的，與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)比較，GPS測(cè)量技術(shù)具有觀測(cè)時(shí)間短、勞動(dòng)量小、精度高、速度快、全天候，借助GPS數(shù)據(jù)解算軟件可同時(shí)獲得空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)，已經(jīng)廣泛在變形監(jiān)測(cè)中得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GPS；變形監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們對(duì)高大的橋梁建筑的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，這就需要在測(cè)量的過(guò)程中的精準(zhǔn)度有很大的提高，對(duì)于大型橋梁的深基坑以及地鐵工程深基坑的變形檢測(cè)技術(shù)要求就會(huì)更高，這樣對(duì)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用要求就會(huì)日漸嚴(yán)格。目前，由于CPS與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比較具有觀測(cè)時(shí)間短、勞動(dòng)量小、精度高、速度快、全天候，借助GPS數(shù)據(jù)解算軟件可同時(shí)獲得空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)等特點(diǎn)，GPS已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到變形監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用GPS進(jìn)行的變形監(jiān)測(cè)在計(jì)算時(shí)還能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、平差，并且滿(mǎn)足施工技術(shù)規(guī)范要求，在多數(shù)的基坑變形監(jiān)測(cè)的過(guò)程中都采用的是GPS，對(duì)于不穩(wěn)定的基坑變形進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，避免基坑坍塌的事件出現(xiàn)，保證深基坑開(kāi)挖工作的順利進(jìn)行。

1 GPS觀測(cè)原理

1.1 GPS觀測(cè)原理

首先，要了解GPS的原理，這樣在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí)，才能夠很好的做到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，GPS主要有監(jiān)測(cè)站、主控站、注入站等組成，在監(jiān)測(cè)站中設(shè)置了雙頻GPS接收機(jī)、高精度原子鐘、計(jì)算機(jī)和各種環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器，對(duì)系統(tǒng)采集的測(cè)量信息進(jìn)行分析和處理，主控站是GPS的核心部位具有監(jiān)測(cè)站的全部功能，協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主控站依據(jù)監(jiān)測(cè)站提供的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行推算變形數(shù)據(jù)以及提供改正的變形參數(shù)，并且將生成的數(shù)據(jù)反饋給注入站，進(jìn)而推算監(jiān)測(cè)站和GPS的反饋數(shù)據(jù)并將相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋給導(dǎo)航電文，生成具體的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息。

1.2 GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析原理

對(duì)于GPS的變形監(jiān)測(cè)的原理，應(yīng)該進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，只有了解了GPS工作的原理才能很好的進(jìn)行GPS的應(yīng)用和管理。首先GPS通過(guò)通過(guò)監(jiān)測(cè)站接受數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)通過(guò)主控站的數(shù)據(jù)分析后，由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)杰浖糠诌M(jìn)行預(yù)處理、基線(xiàn)解算和平差。GPS數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)采集的觀測(cè)原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)能夠反映出具體的變形量和變形深度，并且通過(guò)變形數(shù)據(jù)的具體反映能夠知道基坑變形的具體位置，這樣能夠很好的進(jìn)行加固處理，保證變形不為的安全。GPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測(cè)系統(tǒng)由檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，反饋到主控站，最后主控站將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和判斷，得到變形的具體數(shù)據(jù)，反饋到數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳到計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行預(yù)處理和基線(xiàn)解算。在GPS數(shù)據(jù)處理的整個(gè)過(guò)程都是建立了數(shù)據(jù)采集和管理系統(tǒng)，多數(shù)的GPS接受導(dǎo)數(shù)據(jù)都是采集的數(shù)據(jù)記錄在接收機(jī)的內(nèi)存模塊上，然后將檢測(cè)的結(jié)果記錄到相關(guān)的記錄系統(tǒng)最后形成具體的變形數(shù)量和深度以及相關(guān)變形的具體位置，以便進(jìn)行修復(fù)。

2 GPS變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

在深基坑開(kāi)挖的過(guò)程，應(yīng)用GPS對(duì)基坑開(kāi)挖后周邊建筑以及基坑周邊的土側(cè)壓力進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)深基坑開(kāi)挖對(duì)GPS檢測(cè)方法的應(yīng)用，GPS對(duì)于基坑邊形檢測(cè)具有精準(zhǔn)度高和省時(shí)，需要的人力投入比較少的特點(diǎn)，我們考慮了檢測(cè)和監(jiān)控的成本以及監(jiān)控的準(zhǔn)確度等問(wèn)題，在傳統(tǒng)的檢測(cè)和監(jiān)控技術(shù)中對(duì)于數(shù)據(jù)分析和采集不夠及時(shí)和準(zhǔn)確，采用GPS監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)變形量，實(shí)現(xiàn)了深基坑開(kāi)挖監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與無(wú)線(xiàn)傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的解算與分析。比較以往的人工邊坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，GPS檢測(cè)技術(shù)具有觀測(cè)時(shí)間短、勞動(dòng)量小、精度高、速度快等技術(shù)特點(diǎn)，在進(jìn)行大型基坑開(kāi)挖工作時(shí)，一定要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑的變形量，對(duì)于基坑變形GPS檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是值得提倡和推廣的，在現(xiàn)代的技術(shù)中GPS技術(shù)的應(yīng)用在很大的程度上解決深基坑變形觀測(cè)，對(duì)于基坑開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠及時(shí)的整改和處理，保證了基坑開(kāi)挖的安全性和可操作性。下面就是在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中在基坑周邊設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。

我們對(duì)深基坑周邊的變形及土壓力進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在基坑的周邊布控監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置檢測(cè)設(shè)備，對(duì)基坑周邊的土側(cè)壓力以及變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于檢測(cè)的數(shù)據(jù)具體如下表。

通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的分析我們可以得到基坑開(kāi)挖的過(guò)程中對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊懸罁?jù)上述數(shù)據(jù)得知，隨著基坑的開(kāi)挖深度的增加，無(wú)論先開(kāi)挖哪一段基坑，在開(kāi)挖另一段基坑時(shí)，沉降曲線(xiàn)出現(xiàn)平緩現(xiàn)象，沉降量變化放慢，說(shuō)明一段基坑開(kāi)挖結(jié)束，而另一段基坑在開(kāi)挖深度不大時(shí)，開(kāi)挖對(duì)建筑物的沉降能夠起到一定的緩和作用。隨著基坑開(kāi)挖的深度增加，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量整體出現(xiàn)變大的趨勢(shì)，這與實(shí)際工程相符。

3 GPS在變形監(jiān)測(cè)中的特點(diǎn)

GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用是測(cè)量技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的一次相對(duì)比較重要的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，GPS的精準(zhǔn)度比傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)的精度高三倍。目前，GPS技術(shù)已經(jīng)成為檢測(cè)深基坑邊形的相對(duì)比較有效的手段，我國(guó)在90年代就建立了監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)深基礎(chǔ)施工對(duì)周?chē)ㄖ锏淖冃芜M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)得到基坑開(kāi)挖過(guò)程中周?chē)ㄖ锏淖冃瘟?。下面我們就介紹一下GPS技術(shù)的特點(diǎn)：GPS檢測(cè)站不需要通視就可以進(jìn)行有效的檢測(cè)，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)需要監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的通視才可以進(jìn)行，無(wú)需通視就是GPS檢測(cè)技術(shù)的不可多得的技術(shù)特點(diǎn)，GPS的這個(gè)技術(shù)特點(diǎn)使得檢測(cè)的范圍變得更加的廣泛。GPS檢測(cè)的結(jié)果比較精準(zhǔn)，可以全天候的檢測(cè)，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、勞動(dòng)量小、速度快。GPS檢測(cè)可同時(shí)提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維位移信息。在運(yùn)用傳統(tǒng)方法進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí)，平面位移和垂直位移是采用不同方法分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣不僅監(jiān)測(cè)的周期長(zhǎng)、工作量大，而且監(jiān)測(cè)的時(shí)間和點(diǎn)位也于垂直位移測(cè)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，GPS的已變形檢測(cè)技術(shù)的使用，在很大的程度上提高了變形監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度和減少了檢測(cè)的時(shí)間和投入的人力，這樣在很大程度上節(jié)約成本，在進(jìn)行GPS技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，我們還應(yīng)該了解GPS的原理和工作的過(guò)程以及相關(guān)的技術(shù)特點(diǎn)，只有充分的了解GPS的技術(shù)特點(diǎn)才有可能很好的掌握相關(guān)的技術(shù)?，F(xiàn)在，對(duì)于GPS技術(shù)的掌握研究不是很深入，在以后的工作過(guò)程中，我們應(yīng)該加大研究的力度，對(duì)于GPS的檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)該推廣到更廣泛的范圍內(nèi)，使得各個(gè)領(lǐng)域都能夠應(yīng)用GPS技術(shù)。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步的情況下，GPS技術(shù)的其他領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該很快就會(huì)得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于GPS在變形監(jiān)測(cè)中的相關(guān)應(yīng)用是檢測(cè)技術(shù)發(fā)展到今天的必然結(jié)果，現(xiàn)在在進(jìn)行深基坑開(kāi)挖以及基坑周邊建筑物的變形監(jiān)測(cè)都是用的比較先進(jìn)的GPS技術(shù)，這種技術(shù)的特點(diǎn)符合目前需要，需要成本的控制以及監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度。GPS檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)果，對(duì)于GPS技術(shù)的應(yīng)用也是檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)具體體現(xiàn)，在今后的發(fā)展過(guò)程中GPS技術(shù)一定會(huì)更上一層樓，對(duì)于應(yīng)用過(guò)程出現(xiàn)的缺點(diǎn)，我們應(yīng)該及時(shí)的發(fā)現(xiàn)及時(shí)進(jìn)行研究，找到GPS技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行逐步的研究，使得我國(guó)的GPS技術(shù)能夠達(dá)到世界水準(zhǔn)，我國(guó)的監(jiān)控技術(shù)也能夠與世界接軌，GPS技術(shù)能夠在更加廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。

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