浅议gps变形监测技术在工程实际中的应用

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1、浅议GPS变形监测技术在工程实际中的应用　　摘要：GPS定位技术能实现全球范围内的精准定位，为信息的流通创造了良好的技术环境，而由此发展而来的GPS测绘技术在工程测绘上发挥重要作用，并逐渐成为影响工程测绘质量的关键性因素。GPS技术在工程测绘上的广泛应用，不仅使得测量工作的效率大大提升，而且还使测量的精准度有了质的飞跃。本文详细介绍GPS技术的定义与原理，分析GPS技术的特点，阐述GPS技术在工程测绘工作中的实际应用情况。关键词：GPS测绘技术；工程测绘；变形监测中图分类号：P228.4文献标识码：A文章编号：2306-1499（2014）12-1.GPS简介1.1GP

2、S的构成①GPS空间卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道平面的倾角为55°，卫星的平均高度为20200km，运行周期为11h858min。卫星用L波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号，导航定位信号中含有卫星的位置信息，使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻，在高度角15°以上，平均可同时观测到6颗卫星，最多可达到9颗。②GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行

3、交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标。1.2GPS定位原理GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。在待测点Q设置GPS接收机，在某一时刻tk同时接收到3颗（或3颗以上）卫星S1、S2、S3所发出的信号。通过数据处理和计算，可求得该时刻接收机天线中心（测站点）至卫星的距离ρ1、ρ2、ρ3。根据卫星星历可查到该时刻3颗卫星的三维坐标（Xj，Yj，Zj），j=1，2，3，从而由下式解算出Q点的三维坐标（X，Y，Z）。1.3GPS测量的特点①测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般常规测量，在小于50km

4、的基线上，其相对定位精度可达1×10-6，在大于1000km的基线上可达1×10-8。②测站间无需通视。GPS测量不需要测站间相互通视，可根据实际需要确定点位，使得选点工作更加灵活方便。8③观测时间短。随着GPS测量技术的不断完善，软件的不断更新，在进行GPS测量时，静态相对定位每站仅需20min左右，动态相对定位仅需几秒钟。④仪器操作简便。目前GPS接收机自动化程度越来越高，操作智能化，观测人员只需对中、整平、量取天线高及开机后设定参数，接收机即可进行自动观测和记录。⑤全天候作业。GPS卫星数目多，且分布均匀，可保证在任何时间、任何地点连续进行观测，一般不受天气状况的

5、影响。⑥提供三维坐标。GPS测量可同时精确测定测站点的三维坐标，其高程精度已可满足四等水准测量的要求。2.实际工程测绘工作中，GPS技术的应用情况2.1GPS技术在水下地形测绘中的使用8在码头和海岸的施工设计、海洋资源的开发利用、航道的整治以及海港建设等多种海洋工程建设过程中都需要定位极其精确的水下地形测绘图，在水下地形图的测绘过程中，必须对平面位置的三维坐标和具体的水深程度进行精密测量。传统的测量技术主要采用三应答器、经外侧距仪以及经纬仪等设备来测量平面位置的三维坐标，采用测探仪来测量具体的水深程度，测探仪的工作原理主要是利用超声波进行测定，因此必须借用潮位移来测量潮

6、位来校正水深测量值，最后再得到水下地形的高度。这些操作设备、步骤和方法对操作人员的专业要求极高，且非常的复杂，使用极为麻烦。在水下工程测绘中应用GPS测量技术，平面位置的三维坐标定位测量即快速，又精确，同时可利用实时定位以及实时分差定位功能进行大比例尺下的工程进行地形测绘。在实际的测绘过程中，可将潮位移、差分GPS接收设备以及测探仪共同组合成水下测绘的完整系统，工作者即可通过导航监视器来实时监测航向并进行及时的修正，操作简便，可提高测绘的工作效率。2.2GPS虚拟现实技术在测绘工作中的应用GPS虚拟现实技术指的是利用计算机三维成像软件，将工程测绘的工作过程在计算机上以三

7、维图像的形式表现出来，分析出测绘的重点部位，指导实际的工程测绘工作。GPS虚拟现实技术具有直观形象的优点，能极其真实立体地体现复杂的工程的外观状况，通过测量前的图像模型，为实际测量方案的选择可供了很好的指示作用，提高了测绘的可行性与安全性。运用GPS虚拟现实技术，可以很好地解决矿山井巷工程的测绘难题，更好地为生产活动服务。2.3GPS技术在工程变形监测工作中的应用8大型的工程建筑，在建设使用过程中会出现变形的问题，造成这种变形的原因是多样的，可能是人为原因，也可能是地质原因。如何监控大型建筑的变形量，保证建筑建设使用过程中的安全性，是摆在