基于GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程實(shí)際中的應(yīng)用探討

文/劉友明 深圳市勘察測(cè)繪院有限公司 廣東深圳 518028

近幾年，我國(guó)建筑行業(yè)的得到迅猛發(fā)展，人們也越來(lái)越重視建筑施工的質(zhì)量與建筑性能。將GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到工程實(shí)際中，主要包括在高速公路的沉降變形的監(jiān)測(cè)等方面，大大提高了定位精準(zhǔn)度與施工效率。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)其實(shí)是從GPS定位技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，為我國(guó)工程建設(shè)的修復(fù)工作帶來(lái)技術(shù)支持與便利。

隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，通過(guò)對(duì)子午儀系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，為GPS的突破發(fā)展提供技術(shù)支持。目前，GPS在工程實(shí)際中一般都采用載波相位觀測(cè)量，進(jìn)一步提高差分?jǐn)?shù)據(jù)處理的效果，突破了傳統(tǒng)上測(cè)量與定位不準(zhǔn)確的弊端。隨著對(duì)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的研究，美國(guó)利用此技術(shù)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行定位，通過(guò)試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，不斷提高GPS定位的準(zhǔn)確性與可靠性，同時(shí)也使GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)得到不斷擴(kuò)展與應(yīng)用【1】。

1、GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的定位原理

在科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)不斷完善與發(fā)展的時(shí)代背景下，為實(shí)際工程建設(shè)提供了積極的推動(dòng)作用。工程建筑施工是一項(xiàng)比較復(fù)雜、綜合性比較強(qiáng)的過(guò)程，在實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)涉及多方面的專業(yè)知識(shí)與專業(yè)技能，而且還需要花費(fèi)大量的資金成本。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程實(shí)際中應(yīng)用，不僅提高了定位的精準(zhǔn)性，提高工作效率，在一定程度上還保證了建筑施工的穩(wěn)定性與安全性。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的定位原理主要是利用GPS技術(shù)確定待定點(diǎn)的位置參數(shù)，依靠測(cè)量數(shù)據(jù)中的已知距離交聯(lián)的地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，然后確切定位具體地點(diǎn)，從而對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)跟蹤，取得一定的觀測(cè)量。并且通過(guò)多種綜合衛(wèi)星的記錄數(shù)據(jù)得到接收機(jī)的具體位置，建立起未知點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的聯(lián)系，為實(shí)際工程工作提供數(shù)據(jù)支持。如果已知空間GPS衛(wèi)星的瞬時(shí)位置，并且知道測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，GPS接受機(jī)只需要接收三顆GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信號(hào)，通過(guò)對(duì)GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信息進(jìn)行綜合分析與勘探，并在后方交會(huì)原理的指導(dǎo)之下，最終確定測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)【2】。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)其中最重要的就是在線實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、處理與整合等，主要由數(shù)據(jù)無(wú)線或者有線傳輸和數(shù)據(jù)分析處理等多個(gè)結(jié)構(gòu)組成。利用GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，通過(guò)無(wú)線電傳輸技術(shù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)，然后再經(jīng)過(guò)地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理與分析軟件，對(duì)整個(gè)傳輸過(guò)程進(jìn)行變形分析，從而得出變形分析的最終結(jié)果，進(jìn)而為防災(zāi)減災(zāi)工程提供理論依據(jù)。

其實(shí)接收機(jī)的具體位置也可以在記錄時(shí)間的衛(wèi)星中獲得，在需要測(cè)量的地點(diǎn)設(shè)置GPS接收機(jī)，在某個(gè)特定時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)射三顆以上衛(wèi)星，同時(shí)記錄這幾個(gè)衛(wèi)星發(fā)來(lái)的信號(hào)，在將接收到的數(shù)據(jù)信息通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析與整合，最終得出GPS接收機(jī)測(cè)點(diǎn)的中點(diǎn)到衛(wèi)星的距離。

GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)新型技術(shù)，與原始水準(zhǔn)沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)先比較其具有較大的優(yōu)勢(shì)。原始水準(zhǔn)沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程應(yīng)用中也存在一定的局限性。對(duì)于建立大型的工程控制網(wǎng)部署可以應(yīng)用GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是在一些隱蔽性或者遮擋性區(qū)域就無(wú)法使用GPS。因此我們可以使用GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，提高信號(hào)傳輸?shù)乃俣扰c穩(wěn)定性，在很大程度上還可以保障傳輸安全。

2、GPS沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的精度分析

我們可以結(jié)合10千米的路段變形情況來(lái)分析監(jiān)測(cè)網(wǎng)，從多個(gè)角度與多個(gè)層面分析GPS沉降變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的精準(zhǔn)度。我們首先建立數(shù)據(jù)模型，并根據(jù)這路段的地形以及地基變形情況進(jìn)行綜合分析與探究，再建立7個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與15個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，最后對(duì)數(shù)據(jù)模式進(jìn)行模擬操作，以圖形或者表格的形式來(lái)展現(xiàn)GPS沉降變形監(jiān)測(cè)具體特征，這種方式可以更加清楚、直觀，讓相關(guān)人員一看便知，不需要相關(guān)講解與說(shuō)明。

3、GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程中的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1 GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在地面工程中的應(yīng)用

我國(guó)地面工程包括很多種，比如采煤、采油、采礦等，地面工程中存在的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自于多方面內(nèi)容，比如地質(zhì)情況、氣候條件以及地形等不可抗力風(fēng)險(xiǎn)，還包括社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)地面工程施工帶來(lái)極大地負(fù)面影響。在施工過(guò)程中，會(huì)使得許多的挖掘區(qū)出現(xiàn)地面下沉甚至是坍塌的情況，有時(shí)過(guò)度抽取地下水也會(huì)使地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，不僅對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響，還嚴(yán)重威脅施工人員以及其他人員的人身安全。采礦工程對(duì)地面的影響主要包括兩方面，一是不合理的開(kāi)采方式導(dǎo)致地面發(fā)生移動(dòng)，另一個(gè)是由于對(duì)地質(zhì)、地形情況沒(méi)有進(jìn)行仔細(xì)勘察與分析，在施工中導(dǎo)致礦區(qū)邊坡發(fā)生變化。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)造地面工程中的應(yīng)用，可以實(shí)施跟蹤與檢測(cè)不同時(shí)間段內(nèi)地面的水平位置變化情況，一旦發(fā)生異?，F(xiàn)象或者其他安全事故，可以及時(shí)采取有效措施處理。并且應(yīng)用GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合與比對(duì)，對(duì)地面工程現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)督，不需要花費(fèi)過(guò)多的人力與物力，就可以高效、準(zhǔn)確完成工程量【3】。

3.2 GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在大壩監(jiān)測(cè)工程中的應(yīng)用

大壩工程建設(shè)是我國(guó)重要基礎(chǔ)性建設(shè)，關(guān)系著國(guó)家與人們的根本利益。在大壩工程建設(shè)完成之后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水平或者垂直方向的變化，從而導(dǎo)致地面沉陷、傾斜甚至出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。通過(guò)分析與調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)造成大壩出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因是，大壩水庫(kù)與水電站很容易因?yàn)檫^(guò)于沉重的壓力導(dǎo)致大壩工程損壞，威脅人們生命財(cái)產(chǎn)安全。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在大壩工程中的應(yīng)用，可以利用精準(zhǔn)定位技術(shù)確定大壩的確定位置，對(duì)大壩工程建設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督與控制，這些工序都可以自動(dòng)化進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，文章對(duì)GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程以及定位原因進(jìn)行闡述，并系統(tǒng)分析了GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在工程中的實(shí)際應(yīng)用，更好地理解與掌握GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展與完善，為我國(guó)的GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新的發(fā)展前景，GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不斷提高工程質(zhì)量與工作效率，在一定程度上保證工程監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性與可靠性，為工程各個(gè)環(huán)節(jié)與各個(gè)階段工作的順利開(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。GPS沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與自然生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展，為我國(guó)城市建設(shè)提供技術(shù)保障。

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