论GPS变形监测技术的现状与发展趋势

论GPS变形监测技术的现状与发展趋势

摘要：目前，我国建筑业发展迅速，建筑物、道路桥梁、水利施工等各方面都有可能存在基础沉降或变形的问题，这对于工程整体质量造成严重影响。GPC变形监测技术的应用为相关工作提供了有力的技术支持，文章主要对GPS变形监测技术现状进行分析，并探讨该技术的发展趋势。关键词：GPS技术；变形监测；监测技术；工程监测引言随着GPS测量技术在工程测量中的应用，其与通信技术有效结合，这也使三维坐标实现了动态测量，能够实时进行定位和导航，促使GPS技术在广度和深度方面取得了较大的进展。而且将GPS测量技术应用于工程监测中，可以有效地提升工程监测的水平，并取得了较好的效果。1GPS在变形监测中的应用研究背景概述1.1GPS技术概述GPS技术主要包括常规大地测量法以及物理学传感器的方法，其中，传感器法能够针对于局部变形情况进行测量，测量方位具有一定的局限性。对于大地测量方式来说，要实现大面积大范围的测控，可配合倾斜摄影测量、高分遥感等技术完成云数据采集信息后的处理工作。目前，GPS技术的平面定位能力较强，对测区控制效果明显，同时，具有较高精确度，可以全天候测量以及不受视线限制，得到了极为广泛的运用，但针对高程测量还需进行水准面精化，异常改正后的大地测量法可应用在工程测量当中，就其改正方法和适用条件而言，需具体情况具体分析。GPS技术和传统建筑变形测量技术相比具有显著优势。首先，GPS技术操作较为便捷，不需要大量人力进行操作；其次，测量时间较短，可以几个观测点在同一时间进行测量，能够显著缩减测量的时间，实现全目标方位覆盖，同时，可跨越线路障碍、降低作业施工风险、节省成本；最后，测量的过程当中，不会受外界环境及天气状况的影响和限制，保障了测量工作顺利开展实施。当前，在国土资源调查、时空建模、数字框架建立、智能化运行当中GPS技术得到了广泛的应用。1.2观测方法GPS数据处理及GPS控制软件被安装监测GPS系统的控制中心，该系统配备了两台服务器，一台适用于控制设备，另一台则被用来处理数据和图形，还有终端服务。该GPS监测系统使用的通讯手段是数据线串行连接，这种连接方式具有很多优点。不仅可以提升传输速率，还能确保系统通讯的可靠性。参考站负责进行播放校正数据的工作，而监测站则采用10Hz频率进行数据采样，以便于进行实时连续监测各测点的位移的任务。为了GPS监测系统正常运营，每台监测站GPS接收机的3个数据串口和每台GPS参考站的2个数据接收串口必须实时双向连接，并且数据具有定向传输方向，要满足以上要求就必须对10台GPS接收机的28个数据接收串口进行排序编码。1.3GPS测量技术的优点利用GPS测量技术过程中，其观测时间较长，能够实现快速测量，而且GPS系统中卫星接收设备智能化水平较高，能够自动完成信息的捕获、跟踪观测与记录，且能够连续对数据信息进行自动化采集，不需要人员值守即能够完成。GPS系统是具备分布在6个轨道面上的空间卫星群，因此能够全天进行工作，而且测量工作可以随时随地开展。同时GPS卫星接收装置还具备防水功能，在实际测量过程中不受天气影响。具体测量操作较为简单，观测过程中不需要人工参与，具有强大的综合测绘能力，而且测量精确度较高，在各种测绘的内业和外业作业中都具有较好的适用性。2GPS技术在变形监测中的应用及趋势2.1变形监测网的设计步骤

监测点的布设：需要遵循必要、适量、最能反映变形体的变形和方便观测的原则。第二，平面控制网在布设过程中应该注意以下几点：首先应该根据变形监测对象的不同特征布设与其特点对应且匹配的控制网。比如大型建筑物，首选应当安排三角网和边角网的布网形式；而就小型建筑物而言，就应该选用监测基线或单点形式布网控制。通过对工程变形速度、剧烈变化等情况的整合分析得出的严谨合理的观测周期，就是对工程变形监测时段、周期的设计。其目的是能够有效地确保变形监测的精准度和精密性。2.2选点的要求对于GPS定位系统而言，其设置观测点时，至少要选择两个以上的观测点，而且选点位置直接关系到测量的准确性。在实际选点操作过程中，需要保证GPS测量设备位置的正确，并要对GPS测量设备的使用要求进行了解，在具体使用GPS测量设备时，当处于室外空间时，设备上部15°角范围内不宜存在遮挡物体，这样GPS设备能够准确的接收来自于卫星和基站的信号。由于放置GPS测量设备的点位作为工程关键点，因此在选择时不宜选择次要工程点，设备也不应随意放置，选点时两个测量点之间要保证具有较好的连通性，这样后续测量工作能够有序开展。即使实际测量过程中无法满足通视要求，最终也不会影响具体的测量结果。在实际GPS测量技术应用过程中，其以电磁波信号作为测量载体，这就要求测量时测量区域内不宜使用大功率电器，而且高压输电线路及变电站等设备也会影响GPS测量设备的信号，导致测量精度和准确度下降。因此在实际GPS测量过程中，要避免高强主电磁波所带来的干扰。具体所选择的观测点还要遵循交通便利及地面基础稳固的原则，在为测量人员提供便利操作的基础上，也能够保证测量设备的测量精度。另外，在具体设置完成观测点后，需要对其进行明确标注，这样相同标注的设备在实际测量中能够互相对应，并将具体的测量点位置在图纸上标注出来，可以为后续测量和数据处理提供更多的便利。2.3垂直检测垂直监测主要是为了确保建筑物的每一楼层轴线位置、设备安全、外部玻璃幕墙、电梯进行的垂直竖向误差测量，反映出地基沉降和施工质量对于建筑的整体影响。在建筑物施工规定中要求竖向误差小于±3mm，全楼层的测量误差应小于±5mm，混凝土结构垂直高度偏差应大于H/1000，因此把控和监测建筑垂直度十分重要。常见的垂直度监测方式主要有三类：激光铅垂仪投测法、经纬仪投测法、吊锤线投测法。其中利用激光铅垂仪进行测量可以得到轴线偏差，对于施工现场要求不高。2.4误差传播可控性高，精度要求满意度高根据建筑物的基坑等级和主体总高，针对当前高层建筑轴线距离以及接收机距离间隔进行分析，若距离小于15km，精度可以达到毫米级别。5km布设四点联测楼体基准线端点，逐层观测、解算、校正。据双频机的标称精度进行选择，基线向量最高可控制到3-5×ppm内，针对于变形监测工作人员而言，可以采取科学合理的观测方法以及运用相关数据处理软件，这样可以促使变形监测数据精度达到2mm级别，切实保障监测的有效性和监测的精度。2.5应用GPS虚拟现实技术由于当前有很多工程在山区地方建设，这些地方的地势地貌条件复杂、水文活动频繁、地质灾害多发，所以导致工程测量工作的难度非常高，这就需要测量人员在工作期间可以进行GPS虚拟现实技术的应用，以此可以对高测量难度地区进行相关数据的精准测量。具体技术应用要点包括：工作人员需要充分利用计算机进行测量数据接收、处理及制图等工作，并且要在计算机中将测量目标坐标进行准确呈现，尽量在开展工程测量工作之前，对于测量流程进行模拟，以此避免测绘人员在实际的技术应用时出现操作失误、技术应用不到位所致的测量问题。结语综上所述，在实际工程测量中应用GPS技术进行测量时，无论是对于工程进度还是质量都具有极为重要的意义。而且将GPS技术与工程测量相结合，目的在于能进一步提高工程测量的精确度及工作效率，使工程建设的质量得到全面的保障，这一举措，必然会加快推进工程测量技术的现代化和数字化发