GPS技术在变形监测中的应用
【摘 要】GPS 技术因其快速、准确、实时的观测特点，可以实时地对地震，大坝、桥梁、水利等工程进行变形监测，预防灾害的发生，对一个国家的经济建设和人民生命财产安全都有着重要的积极的意义。
【关键词】变形监测；工程；GPS
1 GPS技术在工程变形监测中的应用优势
随着各种大型建筑的大量涌现以及滑坡等地质灾害的频繁发生，变形监测研究的重要性更加突出，推动着变形监测理论和技术方法的迅速发展。
常规的监测技术是应用水准测量的方法进行沉降监测，应用三角测量（或角度交会） 的方法监测地基的位移和整体的倾斜。主要是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其优点是： 能够提供变形体整体的变形状态；适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境； 可以提供绝对变形信息。缺点是： 观测时间长，外业工作量大，布点受地形条件影响； 不易实现自动化监测。在有些地方由于受到地形和外界条件等限制，其工作效率和精度往往受到很大的影响。利用 GPS 技术，可实现数据采集、数据处理以及变形分析的自动化。
由于 GPS 卫星星历是根据 WGS-84 坐标系建立的，因此 GPS 不论是单点定位的坐标，还是相对定位中解算的基线矢量都属于 WGS-84 大地坐标系。在变形监测中我们关心的是变形监测点的三维坐标的变化量，只要求监测点的相对位移量，对监测点的绝对位置坐标并没有过高的要求，所以在 GPS高程测量后得到的测点大地高不需要进行坐标系的转换（ 难以获得足够精确的高程异常值，将大地高转换成正常高） ，直接用大地高进行比较就可以得到监测点的位移量，从而减小了坐标系转换带来的误差和计算工作。
2 GPS技术在变形监测中的具体应用
2.1 GPS基线解算时的基准问题
GPS变形监测网设计时，必须明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据。GPS变形监测网坐标系统可以选择WGS一84坐标系，理论证明GPS相对定位基线解算精度与已知起算点的WCS一84坐标精度有关，当起算点误差达5m时，对基线矢量的影响可达10-6，而GPS单点定位误差由于受卫星星历误差以及电磁波传播误差的影响，难以达到小于5m的要求。为此，在进行基准设计时，至少联测一个测区附近高精度的国家GPS点（A、B、C级点等）。这样，能保证GPS网点的位置基准达到厘米级精度，大大提高GPS基线解算精度。如果不便联测高精度国家GPS点，每期GPS观测数据处理，可以都以第一期的坐标为基准，点位坐标仍然属于WGS84坐标系。如果和常规测量方法相结合，也可以联
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