基于GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在工程實際中的應(yīng)用探討

文/劉友明 深圳市勘察測繪院有限公司 廣東深圳 518028

近幾年，我國建筑行業(yè)的得到迅猛發(fā)展，人們也越來越重視建筑施工的質(zhì)量與建筑性能。將GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到工程實際中，主要包括在高速公路的沉降變形的監(jiān)測等方面，大大提高了定位精準度與施工效率。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)其實是從GPS定位技術(shù)發(fā)展而來的，為我國工程建設(shè)的修復(fù)工作帶來技術(shù)支持與便利。

隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，通過對子午儀系統(tǒng)的研究與開發(fā)，為GPS的突破發(fā)展提供技術(shù)支持。目前，GPS在工程實際中一般都采用載波相位觀測量，進一步提高差分數(shù)據(jù)處理的效果，突破了傳統(tǒng)上測量與定位不準確的弊端。隨著對衛(wèi)星定位系統(tǒng)的研究，美國利用此技術(shù)在全球范圍內(nèi)進行定位，通過試驗衛(wèi)星的發(fā)射成功，不斷提高GPS定位的準確性與可靠性，同時也使GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)得到不斷擴展與應(yīng)用【1】。

1、GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)的定位原理

在科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)不斷完善與發(fā)展的時代背景下，為實際工程建設(shè)提供了積極的推動作用。工程建筑施工是一項比較復(fù)雜、綜合性比較強的過程，在實踐中，經(jīng)常會涉及多方面的專業(yè)知識與專業(yè)技能，而且還需要花費大量的資金成本。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在工程實際中應(yīng)用，不僅提高了定位的精準性，提高工作效率，在一定程度上還保證了建筑施工的穩(wěn)定性與安全性。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)的定位原理主要是利用GPS技術(shù)確定待定點的位置參數(shù)，依靠測量數(shù)據(jù)中的已知距離交聯(lián)的地點進行測量，獲取有價值的數(shù)據(jù)信息，然后確切定位具體地點，從而對整個工程進行全方位的實時跟蹤，取得一定的觀測量。并且通過多種綜合衛(wèi)星的記錄數(shù)據(jù)得到接收機的具體位置，建立起未知點與參考點之間的聯(lián)系，為實際工程工作提供數(shù)據(jù)支持。如果已知空間GPS衛(wèi)星的瞬時位置，并且知道測站點的三維坐標，GPS接受機只需要接收三顆GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信號，通過對GPS衛(wèi)星所發(fā)射的信息進行綜合分析與勘探，并在后方交會原理的指導(dǎo)之下，最終確定測站點的三維坐標【2】。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)其中最重要的就是在線實時分析系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)信息進行采集、處理與整合等，主要由數(shù)據(jù)無線或者有線傳輸和數(shù)據(jù)分析處理等多個結(jié)構(gòu)組成。利用GPS實時動態(tài)監(jiān)測，通過無線電傳輸技術(shù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)浇K端系統(tǒng)，然后再經(jīng)過地理信息系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)處理與分析軟件，對整個傳輸過程進行變形分析，從而得出變形分析的最終結(jié)果，進而為防災(zāi)減災(zāi)工程提供理論依據(jù)。

其實接收機的具體位置也可以在記錄時間的衛(wèi)星中獲得，在需要測量的地點設(shè)置GPS接收機，在某個特定時間內(nèi)同時發(fā)射三顆以上衛(wèi)星，同時記錄這幾個衛(wèi)星發(fā)來的信號，在將接收到的數(shù)據(jù)信息通過計算機技術(shù)進行分析與整合，最終得出GPS接收機測點的中點到衛(wèi)星的距離。

GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)是一項新型技術(shù)，與原始水準沉降變形監(jiān)測技術(shù)先比較其具有較大的優(yōu)勢。原始水準沉降變形監(jiān)測技術(shù)在工程應(yīng)用中也存在一定的局限性。對于建立大型的工程控制網(wǎng)部署可以應(yīng)用GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)，但是在一些隱蔽性或者遮擋性區(qū)域就無法使用GPS。因此我們可以使用GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)時，提高信號傳輸?shù)乃俣扰c穩(wěn)定性，在很大程度上還可以保障傳輸安全。

2、GPS沉降變形監(jiān)測網(wǎng)的精度分析

我們可以結(jié)合10千米的路段變形情況來分析監(jiān)測網(wǎng)，從多個角度與多個層面分析GPS沉降變形監(jiān)測網(wǎng)的精準度。我們首先建立數(shù)據(jù)模型，并根據(jù)這路段的地形以及地基變形情況進行綜合分析與探究，再建立7個基準點與15個監(jiān)測點，最后對數(shù)據(jù)模式進行模擬操作，以圖形或者表格的形式來展現(xiàn)GPS沉降變形監(jiān)測具體特征，這種方式可以更加清楚、直觀，讓相關(guān)人員一看便知，不需要相關(guān)講解與說明。

3、GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在工程中的實際應(yīng)用分析

3.1 GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在地面工程中的應(yīng)用

我國地面工程包括很多種，比如采煤、采油、采礦等，地面工程中存在的風(fēng)險來自于多方面內(nèi)容，比如地質(zhì)情況、氣候條件以及地形等不可抗力風(fēng)險，還包括社會風(fēng)險，這些風(fēng)險因素對地面工程施工帶來極大地負面影響。在施工過程中，會使得許多的挖掘區(qū)出現(xiàn)地面下沉甚至是坍塌的情況，有時過度抽取地下水也會使地面出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，不僅對自然生態(tài)系統(tǒng)造成負面影響，還嚴重威脅施工人員以及其他人員的人身安全。采礦工程對地面的影響主要包括兩方面，一是不合理的開采方式導(dǎo)致地面發(fā)生移動，另一個是由于對地質(zhì)、地形情況沒有進行仔細勘察與分析，在施工中導(dǎo)致礦區(qū)邊坡發(fā)生變化。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)造地面工程中的應(yīng)用，可以實施跟蹤與檢測不同時間段內(nèi)地面的水平位置變化情況，一旦發(fā)生異常現(xiàn)象或者其他安全事故，可以及時采取有效措施處理。并且應(yīng)用GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)，可以對測量的數(shù)據(jù)進行分析整合與比對，對地面工程現(xiàn)象進行監(jiān)督，不需要花費過多的人力與物力，就可以高效、準確完成工程量【3】。

3.2 GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在大壩監(jiān)測工程中的應(yīng)用

大壩工程建設(shè)是我國重要基礎(chǔ)性建設(shè)，關(guān)系著國家與人們的根本利益。在大壩工程建設(shè)完成之后，經(jīng)常會出現(xiàn)水平或者垂直方向的變化，從而導(dǎo)致地面沉陷、傾斜甚至出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。通過分析與調(diào)查我們可以發(fā)現(xiàn)造成大壩出現(xiàn)這些問題的主要原因是，大壩水庫與水電站很容易因為過于沉重的壓力導(dǎo)致大壩工程損壞，威脅人們生命財產(chǎn)安全。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在大壩工程中的應(yīng)用，可以利用精準定位技術(shù)確定大壩的確定位置，對大壩工程建設(shè)進行嚴格監(jiān)督與控制，這些工序都可以自動化進行。

結(jié)語：

綜上所述，文章對GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展歷程以及定位原因進行闡述，并系統(tǒng)分析了GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)在工程中的實際應(yīng)用，更好地理解與掌握GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)。隨著我國科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展與完善，為我國的GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展帶來新的發(fā)展前景，GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不斷提高工程質(zhì)量與工作效率，在一定程度上保證工程監(jiān)測的準確性與可靠性，為工程各個環(huán)節(jié)與各個階段工作的順利開展奠定良好基礎(chǔ)。GPS沉降變形監(jiān)測技術(shù)還可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與自然生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展，為我國城市建設(shè)提供技術(shù)保障。

[1]李彤.GPS和衛(wèi)星地圖在城鎮(zhèn)燃氣管道設(shè)計中的應(yīng)用[A].第二屆中國城市燃氣論壇——燃氣青年工程師論壇資料匯編[C].2017年.

[2]廖斌杰.城市供水管網(wǎng)GIS信息系統(tǒng)的建立與更新[A].全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十四次學(xué)術(shù)信息交流會論文集[C].2017年.

[3]張軍，田金鑫，徐景田.小跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測技術(shù)研究[A].2016全國測繪科技信息交流會暨首屆測繪博客征文頒獎?wù)撐募痆C].2016年.