分析GPS在建筑物變形觀測的應用

韓偉

【摘? 要】建筑工程在施工和使用的過程中，受到工程地質條件、地基處理方法以及建筑物上部結構的荷載等多個方面的影響，經常會出現地基和周圍地形的形變，這就需要相關企業加強對建筑物變形的觀測。GPS就是一種有效的建筑物變形觀測手段，基于此，論文分析了分析GPS在建筑物變形觀測中的應用。

【關鍵詞】GPS技術;建筑物;變形觀測;應用

【Abstract】In the construction and application process of building engineering， the deformation of foundation and surrounding terrain often occurs due to the influence of engineering geological conditions， foundation treatment methods and loads of superstructure， which requires the relevant enterprises to strengthen the observation of building deformation. GPS is an effective means of building deformation observation. Based on this， this paper analyzes the application of GPS in building deformation observation.

1引言

近年來，隨著我國經濟的發展和社會的進步，我國的建筑工程行業也跟著邁上了新的臺階，我國政府和國民對于建筑工程的建設質量也提出了更高的要求。因此，建筑物的變形觀測工作也逐漸受到重視。而GPS作為新時期的一種較為先進的空間定位技術，將其應用到建筑物變形觀測工作中，具有速度快、精度高且自動化水平較高等特點，但是也具有一定的缺陷。基于此，本文就建筑物變形觀測工作的重要意義、GPS在建筑物觀測中的應用優勢和不足、主要應用模式和誤差分析方面做了簡單討論。

2建筑物變形觀測工作的重要意義

建筑工程在前期的施工過程和后期投入使用過程中都會受到各種因素的影響，引起建筑物地基的變形或者建筑物四周地形的變形，這就需要對建筑物進行變形觀測。目前，因為建筑物形變通常情況下是難以避免的，因此，我國在相關的規章制度上也對其形變范圍制定了嚴格的標準，如果超出了這個標準，那將會對建筑物的建設和使用埋下安全隱患，嚴重時還會導致建筑物的開裂，或者是建筑物在發生不均勻的沉降以后出現較為明顯的傾斜、坍塌現象，威脅使用者的生命財產安全。因此，加強對建筑物的變形觀測，研究建筑物出現變形的原因、變形的速度以及變形的規律等，可以對建筑物在使用過程中出現的異常情況進行及時分析和解決，對于保證建筑物的使用安全，維護使用者的生命財產安全等方面有著至關重要的現實意義。

3 GPS在建筑物觀測中的應用優勢和不足

3.1 GPS在建筑物觀測中的應用優勢

GPS在建筑物變形觀測工作中的應用優勢主要表現在以下幾個方面：第一，CPS技術在實際應用的過程中，其自動化水平相對傳統的觀測技術來講更高，且可以實現數據資料的自動化收集。另外，工作人員在利用CPS技術進行建筑物變形觀測工作時，通常情況下，需要借助數據接收機，其具有自動跟蹤和定位衛星信號的作用，在很大程度上也降低了建筑工程變形觀測的成本，提高了建筑物變形觀測的效率;第二，工作人員應用GPS技術進行建筑物變形觀測時，受到自然條件的影響較小，可以實現持續性的變形觀測;第三，觀測站間不需要進行通視，在觀測的過程中，只需要保證上空視野開闊即可，其在觀測網點的選擇上較為靈活，在很大程度上可以突破傳統的觀測方法的限制;第四，GPS技術在建筑物觀測的應用過程中，測量速度較快，且精確度較高，在觀測的過程中可以同時獲取觀測點的三維坐標;第五，GPS技術還可以應用在建筑物的垂直變形測量工作中，應用范圍較廣[1]。

3.2 GPS在建筑物觀測應用中的不足

3.2.1 變形觀測條件較差

GPS在建筑物觀測中的首要應用不足就是變形觀測的條件較差，例如，在實際觀測的過程中，有部分衛星容易被遮擋，觀測的視野較為窄小，存在多路徑誤差等。另外，GPS技術在大壩變形監測的過程中，大壩兩側的自然條件通常差異較大，進而對最終的觀測結果造成影響。

3.2.2 垂直位移觀測精度有待提高

GPS技術應用到建筑物變形工作中，雖然在水平位移的觀測上精度較高，但是，根據相關資料顯示，GPS技術在垂直位移的觀測上，精度還有待提高。因此，如果是在精度要求較高的垂直位移的觀測上，GPS技術則難以滿足實際的檢測要求，無法實現水平位移和垂直位移的同時定位觀測。

4 GPS在建筑物變形觀測中的主要應用模式

4.1 周期性變形觀測模式

目前，GPS技術在我國建筑物變形觀測中的最主要的應用模式就是周期性變形觀測模式的應用。這種觀測模式和我國傳統的觀測模式相比較，具有一定的相通的地方，其主要應用范圍是變形較為緩慢的建筑物，觀測方法通常是靜態相對定位的方式。在觀測周期上沒有明確的限制，一個周期可以是幾個月，也可以是幾年。周期性變形觀測模式采取的是邊連式構成檢測網，在完成數據收集以后，工作人員需要利用相關的專業軟件進行觀測數據的處理。

4.2 固定GPS測站陣列觀測模式

固定GPS測站陣列觀測模式在我國建筑物變形觀測工作中的應用也較為廣泛，其在實際應用的過程中，主要通過固定的CPS儀器來實現觀測數據的采集，并對所收集的數據進行分析和預測。工作人員可以根據建筑物變形觀測的實際要求，將周期性變形觀測模式和固定GPS測站陣列觀測模式結合起來，從而滿足建筑物變形觀測的實時性要求。另外，工作人員利用GPS測站陣列還可以有效提高建筑物變形觀測的靈敏度和精確度，最終提高建筑物變形觀測工作的效率[2]。

4.3 GPS-RTK動態觀測模式

在實際應用GPS-RTK動態觀測模式的過程中，以載波相位為基礎，然后采取差分技術對兩個觀測站的載波觀測值進行有效的實時處理，以此來反映被觀測建筑物的較為精準的三維坐標。另外，工作人員利用GPS-RTK動態觀測模式，還可以利用觀測站點將相位的觀測值和坐標值發送給流動站，而流動站在接收到數據以后，可以根據自身的采集到的載波相位數據，實現對數據鏈的實時處理。而且，GPS-RTK動態觀測模式的計算速度也較快，根據相關資料顯示，GPS-RTK最快能夠以20Hz的速率輸出定位結果，定位精度平面為+10mm，高程為+20mm。其實時觀測效果較為良好。

5 GPS在建筑物變形觀測中的應用誤差分析

5.1 和衛星相關的誤差

GPS技術在建筑物變形觀測工作的應用過程中，其誤差產生的原因主要體現在和衛星相關的誤差，其具體表現為：衛星鐘出現誤差會直接導致偽碼測距和載波相位測量產生誤差，最終影響GPS技術在建筑物變形觀測工作中的應用效果。因此，工作人員在實際應用的過程中，需要加強對GPS衛星鐘的分析，及時糾正GPS衛星鐘的鐘差。

5.2 與傳播路徑有關的誤差

GPS技術在建筑物變形觀測工作的應用過程中，還會出現和傳播路徑相關的誤差，這種誤差產生的主要原因是電離層折射給建筑物觀測效果的效果。另外，GPS技術在實際應用的過程中，受到傳播路徑上的電子總量的影響，電磁波傳播也會出現一定程度的延遲，最終對建筑物的觀測效果造成影響。因此，工作人員在利用GPS技術進行建筑物變形觀測時，需要加強對測站的選擇，盡量避免在較為光滑的地方進行測量，也不要選擇電磁場較為嚴重的地方[3]。

6 結語

綜上所述，在建筑物建設過程中和后期使用的過程中，受到地基自身荷重以及各種外力作用的影響，經常會出現建筑物的沉降、傾斜、位移等變形現象，在很大程度上也會影響建筑物使用的安全性。因此，相關企業應該加強對建筑物變形觀測工作的重視，采用新時期的GPS技術，及時掌握建筑物的變形規律和變形數據，從而最大限度降低企業的損失，充分發揮GPS技術在建筑物變形觀測工作中的作用，保證建筑物的安全。

【參考文獻】

【1】姚建東.竣工后高層建筑變形監測中應用GPS技術的價值探究[J].工程建設與設計，2018（12）：11-15.

【2】戶進.GPS技術在建筑物變形監測中的應用研究[J].科技風，2015（4）：204-204.

【3】奚小軍.基于GPS動態變形監測的建筑物結構特性分析[J].中國高新技術企業，2015（4）：118-120.