GPS技术在城市建筑物变形监测中的应用研究

【摘要】GPS技术的产生为导航定位及大地测量等科学带来了一场变革，它凭借自动化程度高、速度快、全天候等优点被广泛应用于各种形式的变形检测活动。对GPS技术在城市建筑物变形监测中的应用原理和基础、技术优点进行了阐述，对GPS技术在建筑物变形监测中的应用于发展前景进行了展望。

【关键词】GPS技术；城市建筑物；变形监测；应用；发展

中图分类号：TN97文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)05-118-01

GPS（Global Positioning System)是美国军方在20世纪90年代建成的全球定位导航系统，GPS系统由卫星星座、接受机和地面控制站三大部分组成。作为继子午卫星系统后发展起来的新型卫星导航定位系统，GPS表现出全天候、连续性、全球性、抗干性等多方面优越性能。GPS技术最初被应用于建立各种测量控制网，近年来逐渐开始被应用于施工放样、测图、变形观测等其他领域，目前，GPS技术已经基本上取代了传统的测量手段，成为最主要的测量手段。

一、GPS应用于城市建筑物变形监测的原理

GPS技术应用于城市建筑物变形监测的步骤如下：

1.根据建筑物变形监测的需要和具体条件在图上选点，并到野外进行勘探，以保证所选的位置符合GPS测站的设置要求，最后得到设测点的概略点位。2.根据每个点位发出三条独立基线且边长分布均匀的原则确定接收机的台数，根据GPS建筑物变形监测不旺原则设计监测网的观测图形，并拟定可能要追加施测的路线。3.计算给定所需的可区分度指标(或精度指标)，直到达到给定的要求为止，最后得到增加独立观测基线后的最终施测方案。4.设计观测周期。5．采用连续观测分历元数据处理，或间断观测，或整段数据处理方法进行数据计算。6．利用观测值的统计和成因分析，一元或多元线性回归或逐步回归，利用图表等形式进行数据分析。

二、GPS技术应用于城市建筑物变形监测的技术优点

GPS技术在测量领域逐渐得到了人们的认可与关注，随着GPS技术的不断发展及其应用领域的不断拓宽，GPS技术表现出了更强的经济行、准确性和可靠性，GPS技术在城市建筑物变形监测中具体表现出以下优点：

（一）测站之间无需保持通视

GPS测站之间无需保持通视，使城市建筑物变形监测网的布置更为灵活和自由，免去了很多中间传递过渡点，从而最大限度地节省了人力、物力、财力。

（二）全天候观测

GPS测量不受外界条件的限制，不论何种天气中都可进行正常的观测，对GPS系统配备防雷电设备后，GPS测量就能够抵御雷电干扰事前全天候的观测。

（三）自动化程度高

GPS测量的数据是自动接收的，而GPS观测用户又可以利用预留的接口将GPS建筑物变形监测系统设置成无人值守的自动监测系统，使GPS数据的采集、接收、分析、处理及报警的一系列过程实现自动化，这使用户能够更方便、灵活地对每台GPS接收装置收到的信息进行观测，长此以往将大大降低GPS建筑物变形监测的人工成本，提升系统资料的可靠性和准确性，更实现了长时间、连续性的自动化变形监测。

（四）GPS系统具有较高的精度

在城市建筑物变形监测的过程中，我们最为关注的问题无非是监测的精度。据国内外相关机构实验表明，GPS卫星定位系统的内符合与外符合精度都能够达到保? mm+ 1?0 -6D)，如果在变形检测过程中监测方法得当、数据处理方法正确，还可进一步提高GPS系统的监测精度。

三、GPS在城市建筑物变形监测中的应用与发展前景

GPS不但具有全天候观测、自动化程度高、可靠性和精确度高的有点，还具有全球、无误差积累等优势。将GPS技术应用于城市建筑物的变形监测，不但使建筑物变形监测工作效率得到了大大提升，更使变形监测工作更具经济性，节省了大量人力、物力、财力，因而GPS技术在城市建筑物变形监测领域的应用和发展前景十分广阔，相信会得到更大规模的推广和利用。

但在GPS技术日渐成熟的同时，我们不得不注意GPS在建筑物变形监测工作中的几个难题：首先，GPS系统点位选择相对不灵活，自由度低。如GPS测站周围不得有广告牌、围墙等信号反射物，以避免监测误差，对于城市建筑物来说，广告牌和围墙等可以说是无法完全避免的，因而今后在GPS变形监测技术的研究中要注意克服类似问题；其次，GPS建筑物变形观测条件较差。观测现场往往较为狭窄，大量卫星被遮挡，遇到山地、植被等环境时，测量精度会受到一定的影响。上述问题将成为今后GPS技术在城市建筑物变形监测中的重要研究方向，相信随着上述问题的一一解决，GPS变形监测将具有更广阔的应用领域和发展前景。

四、总结

综上所述，强化对城市建筑物变形的监测及其相关技术的研究，对于提升建筑物施工质量和使用年限，预防建筑物变形造成的质量事故有着重要的意义。GPS技术在城市建筑物的变形监测中体现出良好的经济性和较高的监测精度与可靠度。相信随着GPS软件、硬件系统的不断完善，GPS技术将为城市建筑物的变形监测提供更可靠的依据。

参考文献：

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