有关gps的高速公路沉降变形监测技术的研究

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1、有关GPS的高速公路沉降变形监测技术的研究　　摘要：全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem），以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点，对经典大地测量学以及地球动力学研究诸方面产生了极其深刻的影响，在工程及灾害监测中的应用也越来越广泛。但同时也存在不足和局限性。本文首先对变形监测的理论及GPS在其应用状况进行阐述，再结合实例对GPS在变形监测中应用进行分析、数据处理和总结。关键词：GPS技术；高速公路测量；具体应用中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：2306-1499（2014）12-1.引言8

2、在控制网变形监测研究中，变形监测控制网设计的意义就在于有效确定变形，一个优化的变形监测网必须有最经济的外业观测方案有助于在变形分析之前，确定、剔除、与减小观测数据中粗差、系统误差的影响，以免将测量误差错误解释为变形现象。高质量的监测网可准确地监测变形体的变形，由于监测网的主要作用在于发现变形，因此它是变形观测与分析的基础。如果监测网布设不合理，观测的精度不高，控制网不能有效发现粗差、抵抗粗差，也就无法满足变形监测的需要。2.GPS技术特点简述2.1GPS技术获取的数据准确度高，定位精度高利用静态基线进行解算，其精度能够达到±（5mm+lPPm

3、）。经过一小时以上的时间对测量对象进行观测，用观测得到的值进一步求解平面位置，最终的误差不大于1毫米。对于长距离的测量，GPS技术相比于常规的电磁波测距技术其优势更加明显，得到的数据精度也较高。2.2RTK技术对GPS技术的提高在没有RTK以前，使用GPS测量时要使用多台GPS接收机长时间接受GPS信号，回来后还要做相应的数据处理，才能得到GPS控制点坐标，这种作业方式不但费时，还要多台仪器多个人同时观测，费用大，需要人员较多。有了RTK技术以后，情况大大改观，只需把RTK基站架设在一个已知坐标值的固定点上，并不断发射无线电信号，另外一台GP

4、S接收机可以即时接受基站的信号，并和其构成一条基线，这样GPS接收机就可以进行实时观测（几十秒即可），且精度能达到厘米级，测量速度快，精度高，只需一个基站和一台GPS接收机（也可以多台GPS接收机同时作业），测量时每机只须一人（放样时增至两人），人员也减少了。2.3测站与测站之间不需要通视8GPS测量技术在实际操作过程中，不要求测站与测站之间实现完全的通视，只要测站上空的天气条件符合要求，就能完成测量任务。只要符合规范，就可实现测量，选点灵活，工作效率高，相比于传统的测量方法更省时省力。2.4GPS测量技术能够提供三维坐标使用GPS测量技术能

5、够对对象的三维坐标进行较为准确地测量，现阶段GPS高程测量的精度能够达到四等水准。使用RTK技术进行测量得到的数据精度更高，以下举出RTK测量和静态测量得到的几个数据，RTK测量：平面10mm+1ppm、高程20mm+1ppm；静态测量：平面2.5mm+1ppm、高程5mm+1ppm。2.5GPS技术在实际测量中操作简便随着技术的不断进步，GPS测量设备的自动化程度越来越高，能够在较大程度上的减小工程测量人员的劳动量，使得外业测量更为轻松。2.6GPS技术在测量中的使用并不受外界条件如地点、时间的限制一般受到天气的影响也不大，能够实现全天测量

6、作业。GPS技术除了应用于测量、导航等领域，还应用于速度及时间的测定。3.公路GPS沉降变形监测网的优化设计研究3.1精度指标8监测网的精度是描述随机误差对监测网结果的影响程度。一般用未知参数的方差或协方差来描述。精度指标是描述误差分布离散程度的一种量度，是对监测网进行的一种常规质量分析，以观测值仅存在随机误差为前提进行精度分析，主要是利用参数的方差一协方差阵或协因数阵描述。常用坐标方差一协方差阵或协因数阵的纯量形式来描述，纯量精度标准一般描述全网的总体精度，可根据需要构成不同的纯量精度指标，用来建立优化设计的目标函数或约束条件。GPS变形监

7、测网的精度与控制点的坐标无关，与控制网的基线数、基线的连接形式、基线本身的精度有关，因此要使控制网达到一定的精度要求必须优化基线数、基线的连接形式，更重要的是保证基线本身的精度，否则即使观测所有基线，基线本身的精度不高，也达不到高精度。而GPS基线本身的精度取决于原始相位观测值的质量与数量、卫星的几何分布以及基线解算的数学模型等。3.2可靠性指标GPS监测网的可靠性是反映监测网抵抗粗差的能力。GPS基线向量由于周跳修补不完善，整周模糊度参数搜索效果不佳等各种原因，难免含有粗差，因此GPS网的结构必须具有抵抗粗差的能力。可靠性指标是研究模型误差

8、（主要指粗差）而提出来的，其中用来描述监测网本身发现某一模型误差能力的指标称为内部可靠性监测网，抵抗某一模型误差影响能力的指标称为外部可靠性。83.3灵敏度指标在变