GPS靜態測量技術在建筑物變形監測中的應用策略

陳志勇

摘 要：在社會經濟的不斷發展中，建筑工程在數量和規模上實現了不斷擴大。而伴隨著科學技術的發展，應用在建筑工程中的變形監測技術也越來越先進。其中，GPS靜態測量技術就是一項典型的先進科學技術。通過該技術的應用，可實現建筑物良好的變形監測，以此來確保建筑物安全?；诖耍疚木蛯υ摷夹g在建筑物變形監測中的主要應用策略進行分析。

關鍵詞：建筑物;變形監測;GPS靜態測量技術;應用策略

在傳統的建筑物變形監測中，應用的監測技術為普通的地面監測。這種監測技術雖然可以在不同形體中使用，具有一定的測量精度，且應用起來較為靈活，但是因其工作量很大、數據難以實現數字化處理，目前已被先進的GPS靜態測量技術所取代。借助于GPS靜態測量技術，可將建筑變形監測精度控制在亞毫米級別，并顯著降低測量人員的工作量，實現測量數據的數字化處理，以此來充分滿足當今建筑物的變形監測需求。

1 建筑物變形監測的特征及其重要性

1.1 變形監測特征

在對建筑物進行變形監測的過程中，最關鍵的一項內容就是將監測點設置在建筑物的周圍，對建筑物變形情況進行周期性的監測，以此來實現其變形信息的及時獲取，并對獲取到的變形數據加以檢核與處理，然后通過數字模型的形式來進行建筑物變形監測數據的分析和處理，最終實現建筑物變形情況的科學預測。這對于建筑物的施工決策、施工質量保障及其后期應用質量和安全的保障都具有非?？茖W的指導作用。隨著當今科學技術的良好發展，在建筑物的變形監測中，通過GPS靜態測量技術的應用，可有效降低外部條件對監測效果的限制，達到實時監測的目的，同時也可以進一步提升監測精度。

1.2 變形監測重要性

對建筑物進行變形監測，其重要性在于能夠確保建筑物的安全性，為建筑物工程本身和施工現場周邊環境的安全保障提供足具科學性的數據支撐。通過合理的變形監測，可及時預測出建筑物的變形趨勢，并及時采取合理的措施來加以應對。這樣便可有效確保建筑物自身的質量與安全。由此可見，良好的變形監測對于建筑物應用性能的發揮、質量與安全的保障都有著非常積極的影響意義。因此在建筑物的規劃、建設甚至是應用過程中，相關單位都應該積極做好其變形監測，以此來確保其建設和應用效果，并讓周邊環境免受影響。

2 GPS靜態測量技術的特征分析

GPS又叫做全球定位系統，該技術的出現可以說是測量技術的一項重要變革。相比較傳統的建筑物變形監測而言，在通過GPS靜態測量技術進行建筑物變形監測的過程中，不僅可以顯著降低監測人員的工作強度，同時也可以實現人力資源的顯著節約，且其測量精度、測量速度以及操作的簡便性等諸多方面都具有顯著優勢。將GPS靜態測量技術和當今先進的計算機技術、數據處理技術、數據分析技術以及數據通信技術等進行集成，便可實現自動化的數據采集，數據傳輸，數據管理，以此來實現數字化、自動化的建筑物變形分析和預報，達到一種良好的遠程變形監控目的[1]。

但是因為該技術是靜態形式的定位技術，所以在應用過程中需要設置比較多的監測設備，且需要長時間的監測才能確保監測精度。

3 建筑物變形監測中的GPS靜態測量技術應用分析

3.1 GPS監測網的設置

因為建筑物變形特點是漸變性，這是一個非常緩慢的過程，所以在具體監測中，一定要對監測的時間段以及監測周期加以合理安排。尤其是在通過GPS靜態測量技術進行建筑物變形監測的過程中，更是需要對多個方面加以綜合考慮，包括變形監測的目的、精度要求、變形體具體特征、外部條件對其產生的影響等。通過這樣的方式，才可以實現監測時間段以及監測周期的合理確定。在此過程中，需要對實際的建筑工程、建筑物變形特征和變形監測的影響因素等加以綜合分析，并以此為依據來進行監測網的科學設置，這樣才可以實現變形監測分析、預報最佳周期的制定，并獲得足夠精確的監測數據，爭取在最短的時間內獲得最精確的監測數據。

在通過GPS靜態測量技術對建筑物進行變形監測的過程中，一項最重要的內容就是監測點位置的合理選擇。具體選擇中，其監測點位置可以按照兩種來進行劃分，第一是基準點，第二是觀測點。在對基準點進行布設的過程中，可在遠離信號干擾源的位置設置兩個或者是多個基準點，以便后期的長期觀察和保存。在對觀測點進行布設的過程中，也需要使其盡量和干擾源遠離，使其能夠良好反映出變形體所具有的具體變形特征。同時，在布設過程中，也應該確?；鶞庶c和觀測點之間形成一個良好的監測網絡結構，以此來為建筑物變形情況的觀測及其數據保存提供足夠便利。

3.2 變形監測數據的處理

在通過GPS靜態測量技術對建筑物進行變形監測的過程中，其數據處理主要借助于平差計算以及變形分析來實現。其中，平差計算主要有約束平差、基線解算和數據預處理等。就目前來看，國際上著名的GPS平差計算高精度軟件主要包括美國JPL公司研發的GIPSY軟件、德國GFZ公司研發的EPOS.Y3軟件、美國研發的GAMTT/GLOB-K軟件以及瑞士Bernese大學研發的Bernese軟件等。而國內著名的GPS平差計算高精度軟件主要包括同濟大學研發的TGPPS靜態定位后處理軟件以及原武漢測繪科技大學所研發的GPSADJ這一系列的平差計算處理軟件等[2]。借助于這些平差計算軟件，可以對商用型的GPS基線處理軟件所獲得的結果進行二維平差以及三維平差計算。

在完成了GPS靜態測量數據的平差計算之后，需要對其穩定性進行分析。具體分析中，應該將每一個觀測周期內的坐標差和中誤差作為依據，以此來實現建筑物穩定性的科學分析。通過這樣的分析，便可得出其具體的變化規律，以此來實現其變形發展趨勢的進一步分析，為變形控制與質量安全保障提供科學合理的數據支撐。

3.3 觀測誤差和控制措施

在通過GPS測量技術進行建筑物變形監測的過程中，其主要的觀測誤差主要來源于衛星、信號傳輸以及接收設備。對于這些誤差，總體可按照兩類進行劃分，第一是系統誤差，第二是偶然誤差。其中，系統誤差的規律性很強，可對監測結果造成較大影響，需通過特定的措施和方法來進行控制;而偶然性誤差通常并不具有規律性，也沒有特定的控制方法，只能通過影像特征等的研究來加以改善。

在對系統誤差進行控制的過程中，主要可通過以下幾種方式進行控制：第一是讓不同監測站對同一衛星做同步監測值的求差計算，以此來實現監測站的調整;第二是針對監測誤差進行數學模型的建立，以此來實現監測值的更正;第三是將任意未知參數引入，并在數據處理中將其和其他參數共同求解，以此來實現傳輸誤差的確定和調整。

結束語：

綜上所述，在當今的建筑工程建設與應用中，良好的建筑物變形監測是確保其質量和安全的關鍵。單位因為當今的高層和超高層建筑物數量眾多，若依然通過傳統方式進行變形監測，將會面臨非常大的人力資源消耗。因此，在具體監測中，就需要借助于先進的GPS靜態測量技術來實現。通過科學的監測點設置、良好的數據處理以及誤差的確定與控制，便可在不需要耗費大量人力資源的基礎上實現建筑物變形數據的精確測量和預報，以此來為建筑工程監測行業的發展和建筑物質量與安全的保障提供充分的技術支撐。

參考文獻：

[1]黃新民，郭樹森，鄧建林，胡伍生，張鳳梅.建筑物變形監測沉降與傾斜成果關聯性分析[J].現代測繪，2020（06）：19-23.

[2]馮威.GPS/BDS變形監測基準穩定性與自動化[D].導師：黃丁發;馮威.西南交通大學，2020.

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