GPS在變形監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)及應(yīng)用

田俊哲（福建省地質(zhì)測(cè)繪院，福州350011）

GPS在變形監(jiān)測(cè)中數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)及應(yīng)用

田俊哲
（福建省地質(zhì)測(cè)繪院，福州350011）

變形監(jiān)測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物體形態(tài)變化及與其走勢(shì)的評(píng)估，在現(xiàn)代地質(zhì)工程和建筑工程中具有重要的價(jià)值和意義。隨著現(xiàn)代科技的逐漸發(fā)展，GPS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)化了監(jiān)測(cè)技術(shù)，提升了監(jiān)測(cè)效率。論文從變形監(jiān)測(cè)入手，研究GPS在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，總結(jié)GPS在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)，舉例闡述GPS在變形監(jiān)測(cè)中實(shí)際工程中的應(yīng)用和數(shù)據(jù)處理方式，進(jìn)一步說(shuō)明GPS技術(shù)在變形監(jiān)測(cè)中具有優(yōu)化變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用，其應(yīng)用價(jià)值和意義顯著。

變形監(jiān)測(cè)；GPS；工程；應(yīng)用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.178

1 引言

GPS作為一項(xiàng)現(xiàn)代空間定位技術(shù)，其應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越多，并且逐漸取代了傳統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器和電子測(cè)量?jī)x器。我國(guó)自20世紀(jì)90年代后期就逐漸開(kāi)始在建筑變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用GPS，實(shí)現(xiàn)三維坐標(biāo)實(shí)時(shí)測(cè)量，提高了變形監(jiān)測(cè)的精確度，為我國(guó)變形監(jiān)測(cè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2 GPS在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

GPS全球定位系統(tǒng)由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分3個(gè)部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航，具有全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)[1]。

1）在測(cè)站間不需要保持通視。GPS檢測(cè)在對(duì)變形建筑監(jiān)測(cè)的過(guò)程中測(cè)站間不需要保持通視，從而提高了變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的自由、方便性，節(jié)省了測(cè)站間的傳遞費(fèi)用[2]。

2）具有三維位移測(cè)定的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)主要采用的是平面移動(dòng)利用正垂線、倒垂線、邊角導(dǎo)線等方法測(cè)定平面位移，使用精密水準(zhǔn)儀、液體靜力水準(zhǔn)儀等測(cè)量垂直位移[3]。而應(yīng)用GPS能夠?qū)崿F(xiàn)水平位移和垂直位移的同時(shí)測(cè)定，實(shí)現(xiàn)三維位移測(cè)量，提高測(cè)量效率和測(cè)量精確度。

3）具有全天候監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。GPS技術(shù)在測(cè)量上不受天氣的影響，能夠在風(fēng)雨天氣實(shí)現(xiàn)對(duì)變形建筑的實(shí)時(shí)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了全天候測(cè)量，保障了變形監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

3 GPS在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

3.1 GPS在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用理論

GPS在變形監(jiān)測(cè)中主要是以其連續(xù)性變形監(jiān)測(cè)為主，主要是采用固定的儀器對(duì)變形物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集和整理，從而獲取連續(xù)的變形數(shù)據(jù)，保持較高的變形監(jiān)測(cè)時(shí)間分辨率[3]。GPS連續(xù)變形監(jiān)測(cè)分為靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位2種數(shù)據(jù)處理方法，但是無(wú)論是哪種數(shù)據(jù)處理方法在其實(shí)際工程應(yīng)用的過(guò)程中均能夠達(dá)到變形測(cè)量連續(xù)性、準(zhǔn)確性、時(shí)效性的優(yōu)勢(shì)。

3.2 GPS在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用工程分析

針對(duì)GPS在某電視塔變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。電視塔塔高316m，是超高型鋼筋混凝土建筑物。在實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用的過(guò)程中本次變形監(jiān)測(cè)一共布置了4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，隨后為進(jìn)一步測(cè)量又增加了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

圖1 基準(zhǔn)點(diǎn)分布圖

由于本次測(cè)量的時(shí)間緊、任務(wù)重，為了盡快取得基準(zhǔn)數(shù)據(jù)使用GPS直接對(duì)其一期和二期的數(shù)據(jù)進(jìn)行了觀測(cè)，測(cè)量中使用3臺(tái)WILD200雙頻GPS測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行為期90min以上的持續(xù)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 基準(zhǔn)網(wǎng)一期和二期觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)差及穩(wěn)定性 m

進(jìn)一步對(duì)該電視塔的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)200m高度塔中心線偏移及各軸線的絕對(duì)扭轉(zhuǎn)量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

根據(jù)表2和表3的數(shù)據(jù)進(jìn)一步對(duì)該電視塔的實(shí)際變形監(jiān)測(cè)扭轉(zhuǎn)位移進(jìn)行繪圖，從而直接顯示建筑物變形情況，如圖2所示，塔中心線的垂直偏移量沒(méi)有超過(guò)6mm，軸線扭轉(zhuǎn)也沒(méi)有超過(guò)5mm，在規(guī)定的限差內(nèi)。因此，該工程案例的實(shí)際GPS變形監(jiān)測(cè)的應(yīng)用測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果能夠看出GPS變形監(jiān)測(cè)在實(shí)際變形監(jiān)測(cè)工程中具有實(shí)時(shí)、連續(xù)、高效、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，其自動(dòng)化和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能夠有效地為變形監(jiān)測(cè)工程提供數(shù)據(jù)支持，為建筑的安全提供實(shí)時(shí)變形數(shù)據(jù)。

表2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)200m高度塔中心線偏移 m

表3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)200m高度塔各軸線的絕對(duì)扭轉(zhuǎn)量

圖2 電視塔變形監(jiān)測(cè)軸線扭轉(zhuǎn)量圖

4 結(jié)語(yǔ)

變形監(jiān)測(cè)能夠掌握變形體的穩(wěn)定性，為其安全運(yùn)行診斷提供必要的信息，從而及時(shí)采取措施。通過(guò)深入分析和研究最終確定利用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，在變形監(jiān)測(cè)中利用靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位2種數(shù)據(jù)處理方式，提升了變形測(cè)量的準(zhǔn)確性和精確度。GPS變形監(jiān)測(cè)具有全天性、高效性、精準(zhǔn)性、連續(xù)性等特征，值得推廣應(yīng)用。

【1】謝勇.InSAR/GPS在礦山開(kāi)采沉陷變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J].礦山測(cè)量，2012，1(2):81-83.

【2】趙正林.有關(guān)GPS在橋梁變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2012，13(1):88.

【3】代波，李志飛.關(guān)于GPS在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，1(5):22.

Advantage and Application of GPS in Deformation Monitoring

TIAN Jun-zhe
(Fujian Geologic Surveying and Mapping Institute,Fuzhou350011,China)

Deformation monitoring can be realized on the shape of the object and its trend of assessment, in the modern geological engineeringand construction engineering has an important value and significance.With the gradual development of modern science and technology, GPStechnology is widely used in all walks of life,GPS technology in the application of deformation monitoring optimizes the monitoring technology,enhances the monitoring efficiency. This paper based on the deformation monitoring ,analyses the application of GPS in the deformationmonitoring, summarizes the advantages of the application ofGPSin deformation monitoring, illustrates GPS applications in deformation and thedata processing in the actual engineering monitoring, further proved that GPS technology can optimize the deformation monitoring technology indeformation monitoring,and its application value and significance.

deformation monitoring;GPS;engineering;application

P228;TU196

B

1007-9467（2016）12-0187-02

2016-11-03

田俊哲（1982～），男，福建福州人，工程師，從事測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用研究。