探讨GPS测量在变形监测中的运用
探讨GPS测量在变形监测中的运用
摘要：GPS测量技术以其测站点之间无需通视、全天候观测、提供三维信息、测量范围大等特点在社会各领域中被广泛使用。本文结合多年的工作经验，探讨GPS测量在变形监测中的运用。
关键词：GPS；变形监测；测量
近年来，随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对生产安全、生产效率的要求也越来越高。如果仍然使用传统测量方法，不仅工作量大，而且定位精度也很难达到要求。GPS全球定位系统作为一种全新的现代空间定位技术，逐渐取代了常规的光学和电子测量仪器。GPS测量技术以其测站点之间无需通视、全天候观测、提供三维信息、测量范围大等特点，已成为现代测量的主要技术手段。
GPS不需要各种点（基准点、监测点）之间通视，测量范围也不受限制，同时具有高速数据采样率，使其在工程变形监测方面，具有独特测量优势。比如对于滑坡体较大通视条件差或大的露天矿边坡，很难找到通视的基准点，采用GPS监测时，基准点就可以选在远离变形区，而不是否通视。对于海上勘探平台沉陷监测、城市地面沉陷监测，采用传统的水准测量方法无法实现或作业强度很大，采用GPS可以降低劳动强度，而且可以直接利用大地高计算沉陷量，使观测结果的精度不受损失。利用GPS数据的高采样率，可用于高耸建筑物的风振监测、桥梁的振动监测，尤其是5公里以上特长桥梁。
1. GPS变形监测作业方式
GPS用于变形监测的作业方式可分为周期性和连续性两种模式。当变形体的变形速率相当缓慢，在局部时间域和空间域内可以认为稳定不动时，可利用GPS进行周期性变形监测，监测频率视具体情况可为数月、一年或甚至更长时间。连续性变形监测指的是采用固定监测仪器进行长时间的数据采集，获得变形数据系列，此时监测数据是连续的，具有较高的时间分辨率。
周期性模式采用GPS静态相对定位的测量方法。该测量模式成本低，一般监测采用该模式。比如目前三峡库区滑坡、李家峡水电站滑坡，龙羊峡水库近岸滑坡等监测工程中均采用该模式。
连续性监测模式，对自动化要求高，数据采集周期短的监测项目采用。对于卫星观测条件好的监测工程，比如桥梁、高层建筑物等的动态监测中，GPS正逐渐取代加速度计、激光干涉仪等动态监测设备。在虎门大桥、深圳帝王大厦、隔河岩大坝外观变形监测均采用该模式。该模式可实现24小时的连续观测，使监测工作实现完全自动化，使监测、监控、决策实现远距离控制，建立无人值守的监测系统。由于该模式要求GPS接受设备必须永久固定在变形点成本较高。另外，根据变形体的不同特征，GPS连续性监测可采用静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法进行观测，一般要求变形响应的实时性。
