論GPS變形監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

論GPS變形監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘要：目前，我國建筑業(yè)發(fā)展迅速，建筑物、道路橋梁、水利施工等各方面都有可能存在基礎沉降或變形的問題，這對于工程整體質(zhì)量造成嚴重影響。GPC變形監(jiān)測技術(shù)的應用為相關(guān)工作提供了有力的技術(shù)支持，文章主要對GPS變形監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀進行分析，并探討該技術(shù)的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：GPS技術(shù)；變形監(jiān)測；監(jiān)測技術(shù)；工程監(jiān)測引言隨著GPS測量技術(shù)在工程測量中的應用，其與通信技術(shù)有效結(jié)合，這也使三維坐標實現(xiàn)了動態(tài)測量，能夠?qū)崟r進行定位和導航，促使GPS技術(shù)在廣度和深度方面取得了較大的進展。而且將GPS測量技術(shù)應用于工程監(jiān)測中，可以有效地提升工程監(jiān)測的水平，并取得了較好的效果。1GPS在變形監(jiān)測中的應用研究背景概述1.1GPS技術(shù)概述GPS技術(shù)主要包括常規(guī)大地測量法以及物理學傳感器的方法，其中，傳感器法能夠針對于局部變形情況進行測量，測量方位具有一定的局限性。對于大地測量方式來說，要實現(xiàn)大面積大范圍的測控，可配合傾斜攝影測量、高分遙感等技術(shù)完成云數(shù)據(jù)采集信息后的處理工作。目前，GPS技術(shù)的平面定位能力較強，對測區(qū)控制效果明顯，同時，具有較高精確度，可以全天候測量以及不受視線限制，得到了極為廣泛的運用，但針對高程測量還需進行水準面精化，異常改正后的大地測量法可應用在工程測量當中，就其改正方法和適用條件而言，需具體情況具體分析。GPS技術(shù)和傳統(tǒng)建筑變形測量技術(shù)相比具有顯著優(yōu)勢。首先，GPS技術(shù)操作較為便捷，不需要大量人力進行操作；其次，測量時間較短，可以幾個觀測點在同一時間進行測量，能夠顯著縮減測量的時間，實現(xiàn)全目標方位覆蓋，同時，可跨越線路障礙、降低作業(yè)施工風險、節(jié)省成本；最后，測量的過程當中，不會受外界環(huán)境及天氣狀況的影響和限制，保障了測量工作順利開展實施。當前，在國土資源調(diào)查、時空建模、數(shù)字框架建立、智能化運行當中GPS技術(shù)得到了廣泛的應用。1.2觀測方法GPS數(shù)據(jù)處理及GPS控制軟件被安裝監(jiān)測GPS系統(tǒng)的控制中心，該系統(tǒng)配備了兩臺服務器，一臺適用于控制設備，另一臺則被用來處理數(shù)據(jù)和圖形，還有終端服務。該GPS監(jiān)測系統(tǒng)使用的通訊手段是數(shù)據(jù)線串行連接，這種連接方式具有很多優(yōu)點。不僅可以提升傳輸速率，還能確保系統(tǒng)通訊的可靠性。參考站負責進行播放校正數(shù)據(jù)的工作，而監(jiān)測站則采用10Hz頻率進行數(shù)據(jù)采樣，以便于進行實時連續(xù)監(jiān)測各測點的位移的任務。為了GPS監(jiān)測系統(tǒng)正常運營，每臺監(jiān)測站GPS接收機的3個數(shù)據(jù)串口和每臺GPS參考站的2個數(shù)據(jù)接收串口必須實時雙向連接，并且數(shù)據(jù)具有定向傳輸方向，要滿足以上要求就必須對10臺GPS接收機的28個數(shù)據(jù)接收串口進行排序編碼。1.3GPS測量技術(shù)的優(yōu)點利用GPS測量技術(shù)過程中，其觀測時間較長，能夠?qū)崿F(xiàn)快速測量，而且GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星接收設備智能化水平較高，能夠自動完成信息的捕獲、跟蹤觀測與記錄，且能夠連續(xù)對數(shù)據(jù)信息進行自動化采集，不需要人員值守即能夠完成。GPS系統(tǒng)是具備分布在6個軌道面上的空間衛(wèi)星群，因此能夠全天進行工作，而且測量工作可以隨時隨地開展。同時GPS衛(wèi)星接收裝置還具備防水功能，在實際測量過程中不受天氣影響。具體測量操作較為簡單，觀測過程中不需要人工參與，具有強大的綜合測繪能力，而且測量精確度較高，在各種測繪的內(nèi)業(yè)和外業(yè)作業(yè)中都具有較好的適用性。2GPS技術(shù)在變形監(jiān)測中的應用及趨勢2.1變形監(jiān)測網(wǎng)的設計步驟

監(jiān)測點的布設：需要遵循必要、適量、最能反映變形體的變形和方便觀測的原則。第二，平面控制網(wǎng)在布設過程中應該注意以下幾點：首先應該根據(jù)變形監(jiān)測對象的不同特征布設與其特點對應且匹配的控制網(wǎng)。比如大型建筑物，首選應當安排三角網(wǎng)和邊角網(wǎng)的布網(wǎng)形式；而就小型建筑物而言，就應該選用監(jiān)測基線或單點形式布網(wǎng)控制。通過對工程變形速度、劇烈變化等情況的整合分析得出的嚴謹合理的觀測周期，就是對工程變形監(jiān)測時段、周期的設計。其目的是能夠有效地確保變形監(jiān)測的精準度和精密性。2.2選點的要求對于GPS定位系統(tǒng)而言，其設置觀測點時，至少要選擇兩個以上的觀測點，而且選點位置直接關(guān)系到測量的準確性。在實際選點操作過程中，需要保證GPS測量設備位置的正確，并要對GPS測量設備的使用要求進行了解，在具體使用GPS測量設備時，當處于室外空間時，設備上部15°角范圍內(nèi)不宜存在遮擋物體，這樣GPS設備能夠準確的接收來自于衛(wèi)星和基站的信號。由于放置GPS測量設備的點位作為工程關(guān)鍵點，因此在選擇時不宜選擇次要工程點，設備也不應隨意放置，選點時兩個測量點之間要保證具有較好的連通性，這樣后續(xù)測量工作能夠有序開展。即使實際測量過程中無法滿足通視要求，最終也不會影響具體的測量結(jié)果。在實際GPS測量技術(shù)應用過程中，其以電磁波信號作為測量載體，這就要求測量時測量區(qū)域內(nèi)不宜使用大功率電器，而且高壓輸電線路及變電站等設備也會影響GPS測量設備的信號，導致測量精度和準確度下降。因此在實際GPS測量過程中，要避免高強主電磁波所帶來的干擾。具體所選擇的觀測點還要遵循交通便利及地面基礎穩(wěn)固的原則，在為測量人員提供便利操作的基礎上，也能夠保證測量設備的測量精度。另外，在具體設置完成觀測點后，需要對其進行明確標注，這樣相同標注的設備在實際測量中能夠互相對應，并將具體的測量點位置在圖紙上標注出來，可以為后續(xù)測量和數(shù)據(jù)處理提供更多的便利。2.3垂直檢測垂直監(jiān)測主要是為了確保建筑物的每一樓層軸線位置、設備安全、外部玻璃幕墻、電梯進行的垂直豎向誤差測量，反映出地基沉降和施工質(zhì)量對于建筑的整體影響。在建筑物施工規(guī)定中要求豎向誤差小于±3mm，全樓層的測量誤差應小于±5mm，混凝土結(jié)構(gòu)垂直高度偏差應大于H/1000，因此把控和監(jiān)測建筑垂直度十分重要。常見的垂直度監(jiān)測方式主要有三類：激光鉛垂儀投測法、經(jīng)緯儀投測法、吊錘線投測法。其中利用激光鉛垂儀進行測量可以得到軸線偏差，對于施工現(xiàn)場要求不高。2.4誤差傳播可控性高，精度要求滿意度高根據(jù)建筑物的基坑等級和主體總高，針對當前高層建筑軸線距離以及接收機距離間隔進行分析，若距離小于15km，精度可以達到毫米級別。5km布設四點聯(lián)測樓體基準線端點，逐層觀測、解算、校正。據(jù)雙頻機的標稱精度進行選擇，基線向量最高可控制到3-5×ppm內(nèi)，針對于變形監(jiān)測工作人員而言，可以采取科學合理的觀測方法以及運用相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件，這樣可以促使變形監(jiān)測數(shù)據(jù)精度達到2mm級別，切實保障監(jiān)測的有效性和監(jiān)測的精度。2.5應用GPS虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于當前有很多工程在山區(qū)地方建設，這些地方的地勢地貌條件復雜、水文活動頻繁、地質(zhì)災害多發(fā)，所以導致工程測量工作的難度非常高，這就需要測量人員在工作期間可以進行GPS虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用，以此可以對高測量難度地區(qū)進行相關(guān)數(shù)據(jù)的精準測量。具體技術(shù)應用要點包括：工作人員需要充分利用計算機進行測量數(shù)據(jù)接收、處理及制圖等工作，并且要在計算機中將測量目標坐標進行準確呈現(xiàn)，盡量在開展工程測量工作之前，對于測量流程進行模擬，以此避免測繪人員在實際的技術(shù)應用時出現(xiàn)操作失誤、技術(shù)應用不到位所致的測量問題。結(jié)語綜上所述，在實際工程測量中應用GPS技術(shù)進行測量時，無論是對于工程進度還是質(zhì)量都具有極為重要的意義。而且將GPS技術(shù)與工程測量相結(jié)合，目的在于能進一步提高工程測量的精確度及工作效率，使工程建設的質(zhì)量得到全面的保障，這一舉措，必然會加快推進工程測量技術(shù)的現(xiàn)代化和數(shù)字化發(fā)