土地变形监测中GPS的应用分析

李永超 吴桥军

【摘 要】基于GPS技术的土地变形监测手段应用，可有效排除噪声干扰和影响，而且可进行动态、高精度的实时监测。若GPS技术与小波分析和先进的技术方法结合应用，可显著提高应急防灾方面的效果。文章先对GPS技术在变形监测过程中的应用要点进行分析，并以某项目为例，就该技术的应用实践提出观点与认识。

【关键词】土地变形;GPS技术;关键点;应用实践;研究

【中图分类号】TU196.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）02-0170-02

GPS技术属于一种全新的空间定位技术手段，其最显著的特点体现在监测速度快、精确度及实效性强等方面，有助于全方位对土地变形情况等进行自动化监控。

1 GPS技术在变形监测监控中的应用关键点分析

如果利用GPS技术对土地变形情况进行监测，则需借助先进的平差软件技术手段和平台。从目前的情况来看，学者们正在加紧监测软件系统的研发，如TGPPS、相关类型的其他软件技术和系统等。基于这些先进软件技术的辅助应用，对特定的原始信息数据进行处理，可获得实时观测网结论。基于上述流程处理，分析平差并获得整体监测结论。现阶段土地变形监测过程中的GPS技术应用应当包含以下关键点。

1.1 实时在线监测与分析

近年来，以无线电传输为代表的各种先进技术手段得以广泛应用，与之对应的地理信息数据监测技术在当前土地监测及建筑行业中的应用日渐深入。针对部分地区出现的土地变形、地壳变形及滑坡和建筑物变形等问题，利用GPS技术手段即可对其进行有效监测与控制。在线监测的主要目标是为了构建动态的监控体系，其中包含无线传输、有线传输和数据信息采集等内容。在全方位监测过程中，基于无线电传输技术的应用可对特定终端进行传输。在此过程中，土地变形监测涉及地形规律，应当密切关注变化趋势，并且提供全方位的数据参考。可视化工具的应用适用于土地变形监测，由于该技术手段与GIS、GPS等技术手段密切结合，因此可以构建一套智能化的远程预警和监测体系。比如，降雨会导致潜在的山体滑坡、土地变形等灾害，针对这些现象应当进行全面观测，采用多元化的线性回归技术手段进行实时监测。在GPS技术应用过程中，不能忽视降雨量与时间之间的联系，在此基础上构建精确度较高的土地灾害预警防范体系。

1.2 小波分析

土地变形监测GPS技术应用过程中，可用来实现小波分析。近年来国内大型建筑进行全方位精确监测时，小波分析不可或缺。由于噪声、外在相关因素的影响，传统模式下的土地变形监测结论精确度也会受到一定的影响，其中涉及多波段信息数据，其干扰和影响在所难免。实践中为了能够有效改进这一现状，在变形监测过程中可以适用小波分析。小波分析结合了时间及频率两类分辨率，二者又分别适用于频率高、频率低的两种变形监测。在全过程变形分析基础上，针对多样性的土地变形信息数据就可精确提取，并且将其有效地应用到动态滤波、分离不同频率。小波分析有助于噪声处理及辨别粗差，对全面优化其精确度具有显著作用。

1.3 集成系统

对于GPS技术而言，其在监测过程中的应用应当及时进行改进，否则信号覆盖区会相对较窄，而且噪声干扰也将呈现出多元化特点，垂直监测密度相对较低。为改进这一现状，实践中应当全部消除基于GPS技术所涉及的局限性。比如，3S监测技术的应用，有利于构建集成监测体系，紧密结合多种监测技术手段、措施与方法。近年来，学者们正尝试着利用INSAR、GPS监测技术手段结合使用，利用四维形变得出精确度更高的监测结论。实践中若有必要对采空区状况进行测定，则可采用3S技术手段进行监测。通过组合定位来构建集成系统，提高定位精度。一般而言，其涉及定位精度因子，在解算过程中可获得双差模糊度，并以此来判断精确度更高的集成系统状态。

除以上技术要点外，某些地区建造了密度较大的建筑群，其中涉及繁茂的丛林与高山峡谷。因独特地势条件的限制，丛林及山谷等对卫星信号会产生屏蔽影响，不利于土地变形监测可靠性及精确度。此种情况下，若仍沿用传统的土地变形监测模式和手段，则与之对应的离散点将会更加分散，难以实现对变形体的全方位覆盖。为此，GPS技术的应用应当满足精确度要求，若涉及土地监测垂直位移，则可能会导致其精确度受到严重影响。

2 GPS技术在土地变形监测过程中的应用实践

土地变形监测过程中的GPS技术应用，以连续性变形监测为主，采用固定仪器设备对土地变形物长时间的信息数据采集及整理，以此来获取连续的信息数据，保持变形监测的较高时间分辨率。在GPS技术应用过程中的连续变形监测时，主要采用静态相对定位和动态相对定位两种数据處理方法。无论采用哪种信息数据处理方式，在实际土地变形监测过程中均可达到变形测量准确性、连续性及时效性要求。以某电视塔所在位置的土地变形监测为例，对GPS技术的应用分析如下：该电视塔的高度为316 m，采用超高型钢筋混凝土施工模式;在检测应用实践中，本次土地变形监测共设置了4个基准点，为深入测量又增设了1个基准点。

本次土地变形监测过程时间紧、任务繁重，为了尽可能地获取基准数据信息，直接利用GPS技术对土地进行观测。在此过程中，采用了3台WILD200双频测量系统，持续监测时间不少于90 min，所得监测信息数据见表1。

表1中的Δx、Δy及Δp分别代表X轴、Y轴及点位平移距离，m代表尺度因子。对该塔监测200 m高度塔中心线偏移和轴线绝对扭转量数据分析得到表2数据。

基于表2数据对该塔土地变形监测及扭转位移绘图，塔中心线垂直偏移量小于6 mm，而且轴线扭转也在5 mm以内，符合限差要求。

对于上述监测工程而言，采用GPS技术手段，从变形监测过程中所得的测量数据信息可以看出，土地变形监测技术的应用具有实时性及连续性，而且准确度非常高。

3 结语

总而言之，土地变形监测过程中的GPS技术应用，通过动态及静态两种相对定位数据处理模式，大大提高了土地变形测量的精确度及准确度，其应用效果显著。

参 考 文 献

[1]邹秀芳.GPS变形监测技术的现状及未来发展[J].科技创新与应用，2016（13）：85.

[2]丁盼，席瑞杰，肖玉钢.北斗卫星导航系统用于东北地区高精度变形监测性能分析[J].测绘通报，2016（4）：33-37.

[3]魏波.GPS技术与数据处理在水利水电工程变形监测中的应用[J].河南水利与南水北调，2016（5）：68-69.

[4]刘振宇，高雪峰，袁欣华，等.GPS技术在变形监测中的应用和发展趋势[J].测绘与空间地理信息，2015，38（6）：140-143.

[5]张家明，吴新宇，彭述刚.GPS在变形监测技术现状及发展趋势[J].大众科技，2015，17（2）：35-37.

[责任编辑：陈泽琦]