GPS在变形监测中数据测量优势及应用

田俊哲（福建省地质测绘院，福州350011）

GPS在变形监测中数据测量优势及应用

田俊哲
（福建省地质测绘院，福州350011）

变形监测能够实现对物体形态变化及与其走势的评估，在现代地质工程和建筑工程中具有重要的价值和意义。随着现代科技的逐渐发展，GPS技术被广泛应用于各行各业中，GPS技术在变形监测中的应用优化了监测技术，提升了监测效率。论文从变形监测入手，研究GPS在变形监测中的应用，总结GPS在变形监测中应用的优点，举例阐述GPS在变形监测中实际工程中的应用和数据处理方式，进一步说明GPS技术在变形监测中具有优化变形监测技术的作用，其应用价值和意义显著。

变形监测；GPS；工程；应用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.178

1 引言

GPS作为一项现代空间定位技术，其应用的领域越来越多，并且逐渐取代了传统的光学测量仪器和电子测量仪器。我国自20世纪90年代后期就逐渐开始在建筑变形监测中应用GPS，实现三维坐标实时测量，提高了变形监测的精确度，为我国变形监测的发展奠定了基础。

2 GPS在变形监测中应用的优点

GPS全球定位系统由空间卫星部分、地面监控部分和用户设备部分3个部分组成，能够实现全球范围内的实时定位、导航，具有全方位、全天候、全时段、高精度的导航系统[1]。

1）在测站间不需要保持通视。GPS检测在对变形建筑监测的过程中测站间不需要保持通视，从而提高了变形监测网的自由、方便性，节省了测站间的传递费用[2]。

2）具有三维位移测定的优势。传统的变形监测主要采用的是平面移动利用正垂线、倒垂线、边角导线等方法测定平面位移，使用精密水准仪、液体静力水准仪等测量垂直位移[3]。而应用GPS能够实现水平位移和垂直位移的同时测定，实现三维位移测量，提高测量效率和测量精确度。

3）具有全天候监测的优点。GPS技术在测量上不受天气的影响，能够在风雨天气实现对变形建筑的实时测量，实现了全天候测量，保障了变形监测的时效性和准确性。

3 GPS在变形监测中的应用

3.1 GPS在变形监测中的应用理论

GPS在变形监测中主要是以其连续性变形监测为主，主要是采用固定的仪器对变形物进行长时间的数据采集和整理，从而获取连续的变形数据，保持较高的变形监测时间分辨率[3]。GPS连续变形监测分为静态相对定位和动态相对定位2种数据处理方法，但是无论是哪种数据处理方法在其实际工程应用的过程中均能够达到变形测量连续性、准确性、时效性的优势。

3.2 GPS在变形监测中的应用工程分析

针对GPS在某电视塔变形监测中的应用进行分析。电视塔塔高316m，是超高型钢筋混凝土建筑物。在实际检测应用的过程中本次变形监测一共布置了4个基准点，随后为进一步测量又增加了一个基准点，基准点分布见图1。

图1 基准点分布图

由于本次测量的时间紧、任务重，为了尽快取得基准数据使用GPS直接对其一期和二期的数据进行了观测，测量中使用3台WILD200双频GPS测量系统进行为期90min以上的持续监测。监测数据见表1。

表1 基准网一期和二期观测点坐标差及稳定性 m

进一步对该电视塔的实时监测200m高度塔中心线偏移及各轴线的绝对扭转量进行数据分析，结果见表2和表3。

根据表2和表3的数据进一步对该电视塔的实际变形监测扭转位移进行绘图，从而直接显示建筑物变形情况，如图2所示，塔中心线的垂直偏移量没有超过6mm，轴线扭转也没有超过5mm，在规定的限差内。因此，该工程案例的实际GPS变形监测的应用测量数据和结果能够看出GPS变形监测在实际变形监测工程中具有实时、连续、高效、准确的优势，其自动化和动态监测能够有效地为变形监测工程提供数据支持，为建筑的安全提供实时变形数据。

表2 实时监测200m高度塔中心线偏移 m

表3 实时监测200m高度塔各轴线的绝对扭转量

图2 电视塔变形监测轴线扭转量图

4 结语

变形监测能够掌握变形体的稳定性，为其安全运行诊断提供必要的信息，从而及时采取措施。通过深入分析和研究最终确定利用GPS进行变形监测，在变形监测中利用静态相对定位和动态相对定位2种数据处理方式，提升了变形测量的准确性和精确度。GPS变形监测具有全天性、高效性、精准性、连续性等特征，值得推广应用。

【1】谢勇.InSAR/GPS在矿山开采沉陷变形监测中的应用研究[J].矿山测量，2012，1(2):81-83.

【2】赵正林.有关GPS在桥梁变形监测中的应用[J].黑龙江科技信息，2012，13(1):88.

【3】代波，李志飞.关于GPS在变形监测中的应用研究[J].科技创新与应用，2014，1(5):22.

Advantage and Application of GPS in Deformation Monitoring

TIAN Jun-zhe
(Fujian Geologic Surveying and Mapping Institute,Fuzhou350011,China)

Deformation monitoring can be realized on the shape of the object and its trend of assessment, in the modern geological engineeringand construction engineering has an important value and significance.With the gradual development of modern science and technology, GPStechnology is widely used in all walks of life,GPS technology in the application of deformation monitoring optimizes the monitoring technology,enhances the monitoring efficiency. This paper based on the deformation monitoring ,analyses the application of GPS in the deformationmonitoring, summarizes the advantages of the application ofGPSin deformation monitoring, illustrates GPS applications in deformation and thedata processing in the actual engineering monitoring, further proved that GPS technology can optimize the deformation monitoring technology indeformation monitoring,and its application value and significance.

deformation monitoring;GPS;engineering;application

P228;TU196

B

1007-9467（2016）12-0187-02

2016-11-03

田俊哲（1982～），男，福建福州人，工程师，从事测绘技术应用研究。