GPS在高层建筑变形监测中的应用

GPS在高层建筑变形监测中的应用（精选17篇）

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇1

GPS在高层建筑变形监测中的应用

GPS技术以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,在变形监测的应用越来越发挥着传统测量无法比拟的`作用.对GPS技术在高层建筑变形监测应用中的监测模式、测量方法、数据处理及其待解决的一些问题做了介绍和分析,最后指出了GPS技术在变形监测中应用的发展前景将更加广阔.

作 者：赵宜行 ZHAO Yi-hang 作者单位：西安科技大学,测绘学院,陕西,西安,710054刊 名：技术与创新管理英文刊名：TECHNOLOGY AND INNOVATION MANAGEMENT年，卷(期)：30(2)分类号：P228.4关键词：GPS技术 高层建筑 变形监测

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇2

1 在变形监测中应用GPS技术的优势

GPS又称为全球卫星定位系统, 凭借其精准的定位能力以及强大的监测功能, 在我国测量技术中得到了广泛的应用。受益于我国市场经济飞速增长, 我国建筑行业也呈现了蓬勃发展态势, 然而各项基础设施使用时间逐渐增长, 各类建筑无可避免地会发生变形, 如果不及时发现, 将会产生严重的安全隐患, 对社会造成极大负面影响。所以, 变形监测工作不容忽视。在变形监测中, GPS技术优势主要如下。

1.1 监测效率高

由于GPS定位是由高到低, 所以不用考虑通视问题, 极大程度地省去了中间传递过渡点, 并可以自由地布设变形监测网, 有效提高了监测效率。

1.2 实现监测系统自动化

因为GPS接收机能够自动完成数据收集工作, 并预设重要端口, 所以可将GPS变形监测系统建立成为自动化监测系统, 从而使得数据采集、处理、传送、分析、报警、入库等一系列工作可以实现自动化运行。这在一定程度上减少了人工处理的环节, 大大减少由于人为因素而造成的误差, 从而能有效提升监测数据的准确性。

1.3 可同时提供监测点三维位移数据

在以往变形监测方法中, 往往需要采取不一样的方法来分别检测垂直位移与平面位移的信息, 这极大的增加了工作量, 延长了监测周期, 加大了变形分析难度。而GPS具有极强的自动化测量能力, 可以同时准确地测量出监测点三维位移数据。

1.4 可全天候作业

由于GPS的独特性, 其测量作业不会受到气候条件的影响, 装配防雷设施后, 即可全天候、全方位地进行观察作业。对于洪涝、地质塌陷等一系列灾害事故监测来说具有极其关键作用。

2 GPS定位技术在变形监测中的具体应用

2.1 GPS变形监测模式

2.1.1 周期性变形监测

该监测模式的使用频率极高, 对测点相对位置进行周期性测量, 并对两个测量周期的位置变化情况进行计算从而达到测定变形的目的。通常情况下, 采取静态相对定位的方法来取得基线向量, 接着通过网平差来控制与分析观测的质量, 从而得到监测点准确坐标, 最终通过统计检验方法来判定这两个周期测量所得坐标差是不是变形量。

2.1.2 连续性变形监测

该方式是通过固定预期来长期地收集数据, 以形成变形数据序列。虽然该方式是重复对测点进行观测, 但该方式观测到的数据具有连续、高时间分辨率的特点。其可依据变形体特点, 来选用动态相对定位或静态相对定位的数据处理方式来观测变形体。

2.1.3 动态监测

在传统的变形监测中, 多数是采用激光干涉仪、加速度计来对建筑结构的振动特性进行测定。但随着建筑高度逐渐上升, 其对变形监测工作也有了更大地挑战。GPS定位技术凭借其优秀的软硬件功能成为了动态变形监测的重要手段。尤其是GPS接收机具有极高的采样率, 在监测大型结构的动态特性中已获得了卓越的成效, 并逐渐得到普及使用。例如, 于强风状态中, 选用GPS技术测量加拿大Calgary塔结构动态变形、选用GPS来测量深圳地王大厦风力振动特性等。

2.2 GPS在变形监测中的测量方法

①由于GPS监测对象与要求均各不相同, 所以其测量方法可以归纳为三种:静态、快速静态以及动态测量。静态测量法与动态测量法均有着各自的优点与缺点, 在实际测量当中应根据具体需求来选择最佳的测量方法。通常情况下, 监测网、基准网边长<10 km时应选用静态测量法, 设置GPS接收机≥3台, 进行同步观测, 测量时间控制1~2 h内, 每隔10 s进行一次采样, 其水平精度<3 mm, 垂直精度小于5 mm;测量监测网, 应选用快速静态测量法, 设置GPS接收机2台, 进行同步观测, 时间>5 min且<10 min, 每2 s进行一次采样, 其水平精度<5 mm, 垂直精度<8 mm;监测桥梁或进行低精度监测时, 可选用动态测量法, 设GPS接收机置1台, 于各个监测点进行流动观测, 每1S采样一次, 其精度可达1~2 cm。

②GPS变形监测网的设计。首先, 保证GPS变形监测满足相关测量规范的要求, 并且根据有关规范来划分其等级与精度。其次, 应确定GPS变形监测网将选用基准, 也就是起算数据与坐标系统。通常情况下, 其坐标系统可选用WGS-84坐标系, 也可选用国家或是地方独立坐标系。如若起算点, 误差大于或等于5 m, 则其对基线矢量的影响则将达到10~6 m。然而由于受到电磁波传播误差或卫星星历误差的影响, GPS单点定位的误差无法控制在5 m以下, 所以, 设计GPS监测网基准点, 应与监测区临近高精度国家GPS点进行联测。如若没法与高精度国家GPS点进行联测, 则应以初始坐标作为基准点, 对GPS观测数据进行处理, 其坐标系依旧是WGS-84坐标系。

摘要：由于GPS技术具有精确、实时、快速等特点, 并可向用户24 h提供精确的三维速度、坐标以及时间信息等参数, 当前已于路桥、地面沉降、滑坡、大坝等变形监测中普遍使用, 可以极大程度地降低事故发生率。笔者将从GPS技术在变形监测中的优势着手, 探析其于变形监测中的具体应用, 以供同行参考。

关键词：GPS定位技术,变形监测,应用

参考文献

[1]申小平, 曹豪荣, 唐钱龙.GPS定位技术在建筑物变形监测中的应用[J].土工基础, 2012 (2) .

[2]郝福恒.浅谈测量工程中GPS定位技术的推广与应用[J].内蒙古科技与经济, 2006 (19) .

[3]胡友健, 梁新美, 许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势[J].测绘科学, 2006 (5) .

GPS在变形监测中的研究与应用 篇3

关键词：变形监测；工程；GPS；建筑物变形

中图分类号： P20 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）28-77-2

0 引言

随着国民经济的发展，各种工程建筑如雨后春笋般拔地而起。多年来，自然灾害的频繁出现，使得国家对其防治工作力度逐年增强 ，而出现在现实生活中大部分灾害都与建筑物变形有关联，如山体滑坡、尾矿滑坡、建（构）筑物坍塌等，都是突出的变形现象。所以，通过对各种有变形可能的物体进行监测来预防事故的发生特别重要。现如今，形变观测主要涉及地壳变形、库区工程、水利工程大坝、高层建筑及桥梁等多个范畴。监测物体变形的技术已显现出多项科学技术纵横交错发展的态势。

1 变形体变形及变形监测

1.1 变形体变形

变形体变形是指变形体在各种外界因素的影响下，在时间域和空间域内可以发现其形状、大小及位置发生改变，超出了它一定的许可限差范围。这样的话可能会发生滑坡、岩崩、泥石流等自然灾害。

变形监测就是利用测量设备对设定在变形体上的测量点进行实时或者周期性的监测，以确定变形体在时空中的变化。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

1.2 变形监测方式

变形监测的方法应根据变形体的具体特征而定。也可以同时采用多种方法同时进行监测。

水平位移监测：极坐标法、交会法、GPS法、正倒垂线法、视准线法等。

垂直位移监测：水准测量、电磁波测距三角高程测量等。

三维位移监测：全站仪自动跟踪测量法、GPS-RTK法、摄影测量法等。

建筑物主体倾斜：激光准直法、利用经纬仪投点、差异沉降法、垂直线法等。

2 建筑物变形监测的精度要求及周期确定

2.1 变形监测的精度控制

各类工程建筑物变形观测的控制精度，要以有效的发现变形为原则，以不掩盖变形为准绳。不认真负责的草率作业是不行的，一味地追求高精度是没必要的。特别重要的建（构）筑物，在设计工程的同时，要统筹安排出对于变形观测的内容和范围，并由相关单位详尽制定出本工程监测方案。第一次观测，要认真仔细记录监测体初始状态的各种数据。

变形监测网的各种点，可分为变形观测点、基准点、工作基点。在布置它们时要符合以下相关要求：

基准点：比较大型的工程项目，应采用带有强制归心装置的观测墩来作为水平位移基准点，采用双金属标或钢管标作为垂直位移基准点。要在变形影响区域之外寻找稳固可靠的位置来布设，每个工程最少要保证有3个基准点。

工作基点：用带有强制归心装置的观测墩作为大型工程施工区域内的水平位移监测工作基点，用钢管标作为垂直位移监测工作基点。点位应选在方便使用而且比较稳定的位置。对于小型工程来说，如果通视条件较好的，可以不用设置工作基点，在基准点上直接观测变形监测点就可以了。

变形观测点：在能体现变形体变形特征的位置上或监测断面上设立的点。

2.2 变形监测的周期确定

关于变形监测周期的确定，一般情况下，观测的次数和时间间隔的选择，要既能体现出变化的过程，又不漏掉变化的时间。这个可根据观测的具体对象、变形的速度以及变形量的大小等因素决定。一般在工程施工的时候与工程完工初期，时间段要短些，可有一周、两周等。工程完工投产后，可有30天、60天、半年等，不过，遇有特殊情况，要及时进行观测。

3 利用GPS技术进行变形监测可行性研究

测试工作在单位园区内的1号办公大楼与GPS卫星跟踪站之间进行。在试验时要求始终保持固定不动GPS跟踪站上的接收机天线，在1号办公大楼楼顶安置一个活动的仪器平台， GPS接收机天线安置在上面。在设置两个互相垂直的导轨，平台可以在上面移动，通过平台上的测微器可以精确测定平台的移动量，所以可将天线的位移量看作已知数值。接下来利用GPS测量数据结果与该位移值进行对比，来校核其精度，以此来判定利用GPS监测变形体的监测能力。具体在试验操作过程时移动一次平台的间隔为5小时左右。并分别计算了5小时解、2小时解和1小时解，各时间段分别进行了10组，其边长监测测试结果见表1。

上诉数据是用一个基准点来进行观测的，如果想进一步提高监测精度，可以采用两个基准点，本次试验的结果表明，只要采取相应的办法，使用GPS测量技术进行工程变形监测是可以的。

4 GPS技术用于变形监测的利弊分析及前景展望

4.1 GPS技术监测工程变形的优点

①不用保持测站间的通视。因为GPS定位时无须保持测站间的通视，可以不用较多中间的传递环节，从而节约很多经费。只需测站上空开阔即可，点位位置可根据需要，稀密自定，从而可使变形监测网的布设更为自由、方便。

②观测时间不受限。GPS测量不受阴天、黑夜、起雾、雨雪、刮风等气候条件的限制，在这些环境中仍能进行正常观测。这对于变形监测尤为重要。降雨是诱发边坡变形的主要原因之一，传统方法在雨天很难观测，无法做到及时监测边坡的位移。

4.2 使用GPS定位技术进行工程变形监测的不足之处

①点位选择的空间相对狭小。在GPS测量规范中对测站的选择做出了一系列的规定，是为了保证GPS的定位控制精度和工作正常进行，但在变形监测中上述要求往往难以满足，因此可以调节的余地很小。

②从全局角度上来看观测条件不是很理想。例如水库库区的大坝监测以及矿山尾矿库初期坝监测的时候，观测视场一般很狭窄，也会遇到大量卫星被遮挡导致图形强度不好的情况。如在城市里监测，建筑物密度大，影响卫星信号的接收。

5 结论

GPS测量技术具备以下主要优点：连续并实时、全天不分时间段、精度高、高水平自动化，应用于变形监测方面是非常可行的。GPS测量 技术应用于变形监测，针对不同的监测对象和监测目的是总的发展趋势，监测分析系统要求研究建立技术超前并且实用。关键部分是在线实时，但是，需要注意的是在某些特定环境中，由于存在许多客观因素，致使 GPS 所观测成果数据精度不高或者不能测量，这种情况下就需要跟其他测量方法联手作业，来完成测量工作。例如摄影测量、GIS、RS等。

参 考 文 献

[1] 吴来瑞，邓学才.建筑施工测量手册[M].第1版.北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2] 周建郑，方思勤.测量学[M].第1版.北京：化学工业出版社，2007.

[3] 党亚民，秘金钟，成英燕.全球导航卫星系统原理与应用[M].测绘出版社，2007.

深度探讨基于GPS的变形监测 篇4

深度探讨基于GPS的变形监测

基于GPS的变形监测应用十分广泛,本文首先分析探讨了变形监测的定义及目的意义,在此基础上,笔者认真总结了当前国内外相关案例,分析了基于GPS的变形监测的`应用,包括地壳形变,滑坡变形和高层建筑监测等一系列的应用,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：作者单位：刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(7)分类号：P2关键词：GPS 变形监测 地壳形变 高层建筑

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇5

GPS技术在垂直位移监测方面的应用

目前,在GPS变形监测中,对垂直位移的监测精度难以满足要求,从而限制了GPS在变形监测中的应用.针对这种情况,分析了GPS观测中的系统误差和偶然误差,研究了提高GPS大地观测精度的方法.对GPS观测的高程数据进行平差处理,以便相邻两期监测所反映的垂直位移与实际变形情况相吻合,目的`是解决在用GPS进行变形监测中垂直位移的精度问题.

作 者：何绍福 何梅芳 古玉葵 HE Shao-fu HE Mei-fang GU Yu-kui 作者单位：云南省小龙潭矿务局,云南开远,661601刊 名：露天采矿技术英文刊名：OPENCAST MINING TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(3)分类号：P224关键词：变形监测 垂直位移 高程异常 系统误差 偶然误差

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇6

(1)首次监测应在土方开挖前进行，取两次观测值的平均值作为初始数据，

(2)基槽回填土完成后停止进行监测，

(3)监测的频次以反应工程进度对支护体及临近建(构)筑物安全度产生危害性影响的变形量为准，一般土方开挖期间每天测1～2次。土方完成后且边坡稳定可以每周一次逐渐递减至每月1次。

(4)应特别加强冻融，雨后及各种可能危及支护安全现象发生时的观察和观测。

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇7

关键词：GPS/GLONASS,抗差方差分量估计,变形监测,RDOP

0 引言

GPS由于具有高精度,全天候, 实时性等优点,现已广泛应用于变形监测领域。截止到2011年底,GLONASS共有31 颗在轨卫星,实际运行卫星达到24 颗,GLONASS系统已处于完全运行状态。也就是说,在我国大部分地区,可实时观测并应用于精密导航定位的卫星数成倍增加,这对于提高变形监测精度和效率,增强监测成果的可靠性具有重要意义。另外变形监测的环境相对比较复杂,比如大坝监测、滑坡监测受多路径等误差影响显著,采用GPS /GLONASS组合定位可获得更为可靠的变形信息,为变形监测的预测预警提供保证。

GPS / GLONASS组合定位的关键问题在于模糊度的正确求解,由于GLONASS系统采用频分多址( FDMA) 的方式调制卫星信号,不同卫星的频率不同,这给模糊度的固定造成了一定困难［1 ～ 3］。针对这一问题,裴霄研究了GLONASS卫星频间偏差,提高了组合定位的精度［1］; Wang详细分析了GPS /GLONASS组合定位解算模型,给出了两种不同的模糊度解算方法［2］; Han针对接收机钟差问题,提出三步法解算GPS /GLONASS组合模型［3］; 高星伟对GLONASS模糊度项进行了分离,成功求解了双差模糊度［4］,本文在此基础上,首先计算单差模糊度初始值,进而估计双差模糊度［5］,最后固定单差模糊度。传统方差分量估计不具有抵抗粗差的能力［6］,引入抗差方差分量估计进行观测值的定权,采用相对定位精度因子( RDOP) 对基线分量进行精度分析,通过实例计算验证了上述方法在变形监测中的有效性。

1 GPS / GLONASS组合定位

1. 1 组合定位模型

GPS和GLONASS在时空定义上存在明显差异,必须进行时空基准的统一才能实现组合定位［4，5］。变形监测中基线一般小于15km,常采用双差观测方程,其简化形式为:

式( 1) 表示以周为单位的双差观测方程,式( 2)表示以米为单位的双差观测方程; 上标jk表示卫星,下标AB表示接收机;为双差相位观测值;为双差卫地距; λ 为卫星波长; f为频率;为双差模糊度; ΔNjAB为单差模糊度; ΔtAB为接收机钟差之差; ε 表示其它误差。

当采用式( 1) 解算模糊度时,GPS系统的卫星钟差和接收机钟差被消除,其它误差被大大削弱; 而GLONASS系统由于卫星频率不同,卫星钟差可被消除,接收机钟差不能消除。当采用式( 2)解算模糊度时,GLONASS系统的接收机钟差被消除,但此时模糊度项不具有整数特性,式( 2) 需要进行如下变换:

由式( 3) 可知,通过固定参考卫星单差模糊度可求取双差模糊度的浮点解,文献[4,5] 已证明采用伪距计算的单差模糊度的精度完全可以满足固定双差模糊度的要求。

值得注意的是,以上方法的前提是单差模糊度偏差对双差模糊度的影响小于0. 1 周,而单差模糊度的偏差不消除,必定会对基线分量的精确估计造成系统性影响,因此固定双差模糊度后,还需回代式( 3) 进而固定单差模糊度,这样在系统内组建双差观测方程,可实现GPS /GLONASS组合定位的高精度解算。

1. 2 组合观测值定权

GPS / GLONASS组合定位中,常采用方差分量估计定权,但受观测值粗差的影响,传统方差分量估计会受到污染,此时可采用具有抵抗粗差能力的抗差方差分量估计进行定权,而初始权可依据经验定权法计算。

Helmert方差分量估计公式［7］为:

式( 4) 中,下标G /R分别表示GPS /GLONASS系统; n为观测方程个数; tr(·) 为求迹运算; T1 =N－1NG,T2 = N－1NＲ; N为法方程系数阵; V为观测值改正数; P为观测值权; ^σG和^σＲ为验后中误差。

考虑到双差观测值的相关性,引入双因子等价权函数［8］:

式( 5) 中,RiiRjj为自适应降权因子,可取为:

此处,,k0可取1.5~2.0,k1取3.0~8.5。

依据经验定权法计算的观测值改正数,结合式( 5) 计算等价权,并利用等价权替换式( 4) 的权矩阵,如此迭代计算直到各类观测值中误差相等为止。

单历元数据计算可采用某移动窗口内数据依据式( 4) 确定权比K( ti) ,再结合式( 7) 进行定权。

2 相对定位精度因子

众所周知,影响GNSS相对定位基线精度的因素有两个,等效距离误差和精度因子。在GPS /GLONASS组合定位中,GLONASS卫星能够增强卫星与测站的几何图形强度,减小精度因子,从而提高定位精度。相对定位精度因子［9］( RDOP) 则能够较好地反映组合定位基线精度的变化。

依据式( 3) 固定双差模糊度后,可简化为:

根据最小二乘准则,参数估值及其协因数阵为:

基线分量精度因子及基线精度因子［9］可定义为:

3 算例与分析

根据文中GPS /GLONASS组合定位的原理,编制了相应的计算程序,对某变形监测网实测数据进行了计算。该网可实时观测到6 ~ 11 颗GPS卫星和4 ~ 9 颗GLONASS卫星,图1 为一天内卫星个数的变化。选取网中某边长为5251. 807m的基线进行详细分析,该数据时段长度为2h,采样间隔为15s,卫星截止高度角为15°,可用GPS卫星7 颗,GLONASS卫星5 颗。

由图1 知,单系统卫星个数在绝大多数时间里大于等于5 颗,而GPS /GLONASS组合卫星个数基本在12 颗以上。卫星数的成倍增加,大大增强了卫星与测站的几何图形强度。

采用该数据进行静态解算,从第90 个历元开始,每10 个历元与前90 个历元组成一个单元,共39 个单元。图2 显示了单系统解算成果和组合系统解算成果与已知基线长在三个坐标分量上的偏差,其中单系统解算采用经验法定权,组合系统解算采用抗差方差分量估计定权,图3 显示了基线分量的相对精度因子变化情况。

由图2 可知,GPS /GLONASS组合解算精度最高,而GPS解算精度高于GLONASS解算精度。GPS解算成果受到多路径等误差的影响,呈现周期性变化; 而GLONASS解算成果受卫星个数较少、卫星间硬件延迟等影响,与GPS解算精度存在差异,三种方法的均方根误差见表1。图3 中GLONASS由于卫星数的限制,RDOP值相对较大,组合定位的RDOP值最小,当GPS卫星数较少时,组合定位的优势更为突出。

值得注意的是,当GPS和GLONASS解算结果存在差异时,抗差方差分量估计能够较好地综合了单一系统的解算成果,增强组合成果的可靠性,这对于变形分析和预报具有重要的意义。

利用该数据进行单历元解算,假设方差分量估计的移动窗口宽度为50 历元,并以已知基线长为基准,统计了单历元解算结果与基准值的偏差,限于篇幅,图4 给出了组合定位的单历元解算成果,图5 给出了GPS /GLONASS组合定位和GPS定位的单历元相对定位精度因子。

由图4 可知,X、Y、Z分量偏差大多在2cm以内,与静态解算成果具有较好的一致性,说明采用移动窗口的抗差方差分量估计定权是合理且有效的。由图5 可知,组合定位单历元基线RDOP值比GPS系统RDOP值更小,当GPS卫星下落或GPS卫星数较小时,组合定位单历元解算成果依然保持较高精度,有利于变形监测的分析预测。

4 结论

测量机器人在变形监测中的应用 篇8

【关键词】测量机器人；变形监测；应用

随着科学技术的发展与进步，在变形监测中，经常对测量机器人进行使用，并且发挥了巨大的作用。为了促进该技术能够更好的发展和应用，文章通过下文对相关方面的内容上进行了详细的阐述。

1.对监测网点进行布设

因为外界会碰撞和震动到建筑物，一旦这样的情况长期的发展下去，会有安全隐患出现在其中。所以，对变形监测进行应用是非常必要的，进而对建筑内工作人员的安全上给予相应的保证。在对变形监测点进行布设的时候，首先应该将一个基准点选择出来，接着将目标点设置在监测范围之内，将监测桩设置在各个目标点处，之后强制的安装上去对中器。在这个范围中，将独立坐标应用进去。例如，对五个基准点进行了选择，在基准点边角控制网中将目标点设置出来。利用将站设置在各个基准点上，与其余的方向予以结合，进而同测边角，这样较多的观测数就可以出现在其中。在网点中，对一个固定点进行选择，在固定点左面一条边处进行，应该在精确的范围内控制检测的目标点。

2.实施监测方案

在监测的过程中，需要在相关标准的基础上，对监测数据精度的需求进行满足。应该按照学习目标、自动识别、自动收索的功能对测量仪器进行选择，在计算机等有关的设备中将自动测定的水平方向和距离值等数据记录进去。有自动化的功能存在于测量机器人中，进而能够将人为的误差予以消除，将出现差错的概率降低。在多次监测了之后，能够对数据有力的比较，通过比较数据，对建筑物的变形情况能够非常有效的进行掌握。有两种控制方式存在于全站仪自动观测装置中：首先，有自动观测系统存在于全站仪本身的机械软件中；其次，利用数据线，将自动存储装置或电脑连接起来全站仪。前者在读取出观测完的数据之后再进行处理，虽然能够简单的操作，但是处理起来比较落后，而后者能够有效的实现实时的分析和处理数据，因此，可以说这种控制方式非常可靠。

通常在应用的时候，由全站仪、控制终端和监测目标一同构成了监测系统，具体的监测主体是由全站仪表现出来的；测量机器人的主要载体也是这个部分；监测系统的核心即为控制终端；其中监测目标按照观测建筑物的具体情形实施操作和规划。

3.应用过程中分析

在变形监测中，对测量机器人进行使用，有这样几个重点内容存在于其中：首先，实现监测过程，重视对数据形成过程；其次，处理监测数据的过程，由数据处理软件系统给予完成；再次，分析监测结果，进而对建筑物变形的速率和趋势进行判断。

3.1实现监测过程

在监测的过程中应用测量机器人，需要对四方面的内容上予以注意：

首先，应该将限差设置出来，就是需要按照相应的限差进行测量，在具体角度测量的时候，这些限差主要在实时计算和对各次测量值有无在限差范围之内进行检测；其次，需要设置出测站，就是将基站号、温度和气压参数、操作机器人信息、测量次数、测站名等参数输入到控制终端中，有助于对数据来源在后期进行区分；再次，对学习模式进行设置，有助于初始观测所要观测的站点，将目标点的初始位置信息获取出来。在自动测量方法中，仪器会按照初始的信息，快速并自动精确的将目标点收索出来。在将标准点粗略的瞄准之后，在学习的形式下，测量机器人会首先实施粗略的瞄准，将各个点的大概垂直角和水平角记录下来。在完全完成了粗略测量之后，也就完全完成了学习设置；最后，向自动测量阶段进入，点击控制终端的自动测量程序，在这种模式下，全站仪将会自动照准检测点。在学习模式的前提下，仪器将会依据以前的顺序实施多次的自行观测，对限差的要求，将会自动的对照，一旦有超时限差的数据出现在其中，系统可以进行询问和提示。在规定的回数中完成了监测测量之后，为了对精度要求上给予满足，需要对全部的凌镜进行更换，之后进行再次的观测。

3.2处理监测数据

在对观测数据获取完成之后，在处理的时候，在控制终端对有关的软件进行使用。在处理这些数据中，变形监测分系统就是其中非常有效的软件。第一，对桌面进行点击，向“变形数据管理”界面中进入，接下来将数据导入进去，之后在处理项目数据，向相应的参数中将处理的数据带入进去。例如，设置评差参数，在将参数设置好了之后，将已知的三维坐标和点数插入进去。进入到评差极端之后，对这个周期中观测点的三维坐标就能够获取出来。

3.3分析监测结果

在将目标点的三维坐标值获取出来之后，对一些事物的变形情况就能够按照具体的情况来判断。当有较为明显的裂纹出现在了监测物中时，因此，需要调整观测的周期，通过观测多个周期，实施分析汇总。依据时间的顺序，分析和处理监测的数据，这样对建筑物变形的速率和发展规律便能够及时预测出来。用折线图的形式就能够将监测的结果呈现出来。通常在一些建筑物有变形情况出现的时候，会有很多的因素会对其带来影响，例如，在矿区或者隧道中，一些外界的干扰因素导致有周期性的位移会出现在建筑物中。总体的分析观测目标点的数据，对建筑物变形可能带来影响及最大的区段可以予以获取。按照会出现的情况，便可以将相应的预案制定出来，对变形带来的不利影响予以降低。

4.结语

近些年来，自动化测量技术的实际应用中就包涵着测量机器人，它在具体工程项目的需要下，将数据采集系统定位为全站仪，对种种环境下开发出来的自动化变形软件进行使用，对数据监测的自动收集、分析和管理上能够有效的给予实现。在应用了这一自动化技术之后，令变形监测能够向着更快捷、准确和高效的方向迈进。它同计算机软件技术的发展有效的结合在了一起，通过较强的数据分析和处理的功能，在监测变形管理的过程中，将测量机器人的作用发挥的淋漓尽致，对于该项技术的推广与发展必将带来巨大的帮助。 [科]

【参考文献】

[1]黄敏.测量机器人在变形监测中的应用[J].技术与市场，2014（06）.

[2]唐争气，吴争鸣，姜波.基于GeoCOM技术的测量机器人在测量中的应用[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2009（04）.

GPS在审计工作中的应用 篇9

近年来，山东审计局高密支队在审计技术创新方面进行了有益的探索，取得了较好的审计效果。如在对该市住房和城乡建设局2010城市建设工程审计工作中，使用手持GPS测量设备进行市政和园林绿化的工程计量，工作效率提高了二、三倍，使工程量的计量误差控制在千分级的范围内，受到了工程项目相关单位的一致认可和好评。

通过使用GPS测量设备，我们认为该设备在工程审计中至少在以下四个方面存在比较明显的优势。

一、准确性。GPS的工作原理是利用全球卫星定位系统，对地球上的每一个点进行精确的三维坐标定位，根据坐标计算出所需要的长度或者面积。这样可以无视地形、障碍等不利于测量的因素，避免了一般测量工具本身误差以及无法穿越障碍的窘境。

二、实用性。对于不规则形状面积的测量一直是审计工作的难点，往往都是换算成规则图形来计算，误差必然增大。而使用GPS对不规则图形进行测量让这个难题迎刃而解，不论是曲线、不规则平面都可以按实测量，特别是在园林工程中，存在大量的绿化造型和铺装造型，GPS简化了操作，节约了大量的时间，也减少了各方的争议。

三、提高效率。这是GPS带给我们最大的惊喜，有的工程平时几天才能测完，现在只需要几个小时。比如在几个沥青路面的工程测量中，总长度都要几十公里，如果用皮尺来测量，各个工程量都测量完需要走几个来回，浪费时间在走路上不说，误差的增大是肯定的。而对于这种平直的道路测量，使用GPS完全可以做到乘车测量，大大缩短了工作时间。特别是在下雨或下雪等恶劣天气下也不影响测量。

四、控制人为误差。前面几点也提到了可以减少测量工具本身的误差，比如皮尺的拉长等。而测量过程中有的单位为了一些小利益可能有一些人为的小动作，比如缩短尺长、不从零点计量等干扰正常测量。而GPS是通过屏幕直接显示测量数值，不存在人为修改或变动，只要控制好节点位置，便不会受人为的影响，使测量结果更加公平、公正。

甘肃省临夏州审计局将GPS定位系统应用于固定资产投资审计

审计手段的与时俱进对审计工作至关重要，近年来，临夏州审计局注重高科技的先进技术设备在审计工作中的应用，将便携式GPS全球定位系统先进技术设备使用于审计工作中，提高了审计技术水平，有效促进了审计质量的提升和审计效率的提高。

全球定位系统（Global Positioning System），由覆盖全球的24颗卫星和地面上的数据传输站提供卫星信号，只要用户端持有装入GPS导航芯片的接收装置（导航仪、手机、PDA等），接收到其中至少4颗卫星的数据，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置（经纬度）及海拔，获得必要的定位和导航信息，其优势已在诸多领域中得到越来越广泛的应用。在工程投资、资源环保、土地出让、退耕还林等审计项目中，能巧妙使用卫星定位，不仅可以利用其丰富的功能获得定位、导航、距离、面积等信息，还能为我们“野外作业”所发现的审计疑点提供一份有形的证据材料。

随着固定资产投资审计的不断深化，传统的审计技术有时会力所不及。尤其在大型土方、石方工程、大面积不规整图形计量等工程项目审计中，因受工程量、天气因素、审计手段等制约，无法使用皮尺获得长度、距离、高度、面积、体积等现场实测数据。GPS全球定位系统的运用，将精确、直观地获得相关工程量数据，提高工作效率，为审计结果的准确性、公信性提供先进的科技保障。

近日，甘肃省临夏州审计局固定资产投资审计科在康乐县三岔河堤防工程、康乐县白王至八松公路改造项目审计中，除运用传统实地勘察等审计方式外，还积极运用GPS全球定位系统这一现代科技手段，对线路复杂、工程量大的堤防长度、土石方量、路面里程、护坡方量、边沟方量等进行核查。改变了原来手工拉尺测量的落后方法，扩大了测量范围，提高了精准度及专业性，避免了一般测量工具本身误差以及现场障碍物对测量产生的影响，不仅提高了数据精准度，又有效监控了工程量，提高了工程价款认定的准确性和工作效率，节约了建设资金，取得了良好的效果，进一步提高了审计质量。

浙江审计局

GPS在交通中的应用与发展 篇10

摘 要：地理信息技术的日臻成熟为GIS在交通领域内的广泛应用创造了一定基础。本文总结了GIS技术的特点，并介绍了GIS在交通领域中的应用―GIS-T。通过对GIS-T中关键技术的分析，对其应用中面临的实际问题作了一定研究，并提出了解决问题的方案。

关键词：GIS GIS-T 关键技术

解决方案地理信息系统是集现代计算机科学、地理学、信息科学、管理科学和测绘科学为一体的一门新兴学科。它采用数据库、计算机图形学、多媒体等最新技术，对地理信息进行数据处理，能够实时准确地采集、修改和更新地理空间数据和属性信息，为决策者提供可视化的支持〔1〕。目前在很多领域中，GIS技术已被广泛应用。尤其是在交通领域，GIS与传统的交通信息分析和处理技术紧密结合，延伸出了交通地理信息系统(Geographic Information System for Transportation)，简称GIS-T。

1 GIS概述

GIS最早起源于20世纪60年代“要把地图变成数字形式的地图，便于计算机处理分析”的目的。1963年，加拿大测量学家R.FTomlinson首先提出了GIS这一术语，并用于自然资源的管理和规划。后来的几十年中间，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS的应用也日趋深化和广泛，在环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市规划等领域成为常备的工作系统。

GIS是图形处理技术、可视技术及数据库等技术的有机结合，并以其混合数据结构和强大的.地理空间分析功能而独树一帜。它与CAD系统和DBMS(数据库管理系统)等有着很大的区别。CAD系统虽具有强大的图形处理能力，但其拓扑关系比较简单，管理和分析大型地理数据库的能力也有限;DBMS则侧重于非图形数据的优化存储和查询，而图形查询、显示功能、数据分析功能均相对较弱。

众所周知，GIS中最基础的也是最重要的部分是地理数据。GIS能够实现对大量复杂地理数据的输入、存储、操作和分析、输出等一系列功能。

输入：GIS数据大多数来自现实世界，数据量比较大。目前被广泛采用的数据输入方法是传统的手工数字化方法。同时，遥感数据正日益成为GIS数据的重要来源，这标志着GIS数据输入已经开始借助于非地图形式。另外，GPS技术的日益成熟也促进了GIS数据采集技术的发展。

存储：GIS对数据的存储比较独特，即在大多数的GIS系统中普遍采用了分层技术，所以用户在存储这些数据时，只是处理涉及到层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应。

操作和分析：GIS充分继承了CAD和DBMS的图形操作和数据处理的成熟技术。GIS中空间数据与属性数据有着紧密的联系，对数据的一致性要求较高，并且GIS对地理数据有着强大的空间分析功能。这是GIS的精华所在，也是GIS技术能够在很多领域中广泛应用的关键。

输出：GIS能以合适的形式输出用户查询结果或数据分析结果。对于输出精度要求较高的应用领域，可以利用数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等技术来提高输出质量。

由于GIS中数据

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇11

关键词：GPS测量;城市建筑;大数据

RTK 测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术，其基本思想是：在基准站上设置1 台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS 接收机在接收GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算整周模糊度未知数并计算显示用户站的三维坐标及其精度。

1.工程实例

从化区，广东省广州市三个城市副中心之一，位于广东省广州市东北面，东与龙门县、增城区接壤，南跟白云区毗邻，西和清远市、花都区交界，北面同佛冈、新丰县相连。北回归线横跨境内南端的太平镇，气候温和，雨量充沛。随着次贷危机的平稳解冻，广州的建设速度正在加快，道路基础设施的建设日新月异。这就要求地理信息大数据的更新必须足够迅速。2014年12月上旬，某商业地图运营商委托我方进行最新的道路及地表物的测量。我单位使用了多站联合移动GPS测量的方式对该地区进行了高精度测量。

该地区在从化中学以东、街口大桥以西、东富广场以北、从化体校以南，东西长度约1.9公里，南北长度约3.0公里。该地区道路支巷比较密集，实际测量路径长度694公里，GPS固定基站假设6处，移动基站采用车载方式运行，最终目标数据在移动基站上测出。

图1：测量区卫星地貌

固定基站采用采用G PS-R TK 技术对测区进行图根控制测量。为了满足1∶500数字化地形测量的需要，在此基础上采用R TK技术在测区内做了一定数量的一级图根点进行图根控制网的加密工作。

2 GPS RTK测量技术

2.1 基准站的选定原则

数据传输系统由基准站发射电台和流动站接收电台组成，它们是实时动态测量的关键设备，稳定可靠的数据链是动态初始化的前提，保持高质量的数据传输，可以减少整周模糊度的解算时间，大大提高工作效率，所以基准站的安置是顺利实施R TK 作业的关键之一，基准站安置应满足下列条件：

（1）基准站可设立在有精确坐标的已知点上，也可设在未知点上（最好设在已知点上），如果不架设在已知点，可通过找到控制点，重设当地坐标。

（2）基准站安置应选择地势较高、视空无遮挡、电台有良好覆盖域的地方，城市测量首选测区高大建筑物上。

（3）为防止数据链的丢失和多路径效应，应远离大面积水域、大型建筑物等，基准站周围应无G PS 信号反射物（大型停车场、大型建筑物、车辆拥挤的街区等）、200 m 范围内无高压电线、电视台、无线电发射台等干扰源。

2.2 布网

G PS 基线向量网的等级：依据国家测量规范、各行业测量规范、任务要求来定等级。根据我国1992 年所颁布的全球定位系统测量规范，G PS 基线向量网被分成了A，B，C，D，E 5 个级别（详见表1）

表1  GPS 基线向量网等级表

注：A 级网一般为区域或国家框架网，区域动力学网;B 级网为国家大地控制网或地方框架网;C 级网为地方控制网和工程控制网;D 级网为工程控制网;E 级网为体图网。

2.3 控制测量

利用G PS-R TK 协同全站仪进行数字化测图的作业流程图所示，包括控制测量、图根点测量、碎部点测量和数字化测图。其中，利用R TK技术既可测量图根点，又可测量碎部点。如图2所示。

图2  数字化测图作业流程

控制测量可以直接用R TK 建立G PS 控制网。从这一点上来说，如果在数字测图工作中选用既可以进行静态测量又可以进行R TK 测量的G PS 仪器，就可以完成整个数字测图的全部控制测量外业和大部分地形测量工作，只有少部分无法使用G PS-R TK 进行测量的区域需要使用全站仪进行测量。而且使用G PS 动态测量技术进行地形点和碎部点的测量工作，还可以大大减少图根控制点的数量。因为G PS 动态测量的作业半径一般可以达到15km 甚至更长，所以相邻图根控制点间的距离可以在20 至25km 左右，从而大大减少了控制测量的工作量。

2.4 地形测量和碎部测量

在地形测量项目中，采用G PS-R TK 系统进行碎部数据采集具有受天气因素影响小、测图精度高、无须考虑控制点间的通视问题等优点，但是也存在不能观测居民地及复杂地形（如沟渠）观测困难等缺陷。

（1）在地形测量过程中对于开阔区域的独立地物、线状地物，G PS-R TK 系统可以直接观测，其精度可达1～2cm。具体做法为在各类地物的定位点上安放流动站，待仪器的状态固定后输入各类地物相应的属性编码进行保存，在内业整理时由程序根据属性编码对各类地物进行相应的表示。

（2）在地形测量的开阔区域也会有一些居民地、厂房、废弃房、机井房、养殖场等独立或小片的建筑物，对上述地物进行分类，以项目效益最大化为原则，采取不同的措施进行处理。G PS-R TK 系统对地形测量中遇到的建筑物处理方式如下：

①对于低矮建筑物，将对中杆加高，让G PS-R TK 系统的卫星接收天线伸到房顶后直接观测;②对于结构简单的高大建筑物，以G PS2R TK 系统采用观测辅助点的方式观测，如图3所示，欲观测房角A、B、C、D，在其各自的延长線上观测辅助点1～8，然后画草图并注记待测点、辅助点点号及连接顺序，内业编辑时按顺序连线，即可求出房角A、B、C、D;③对于结构复杂的高大建筑物，在其附近合适位置利用G PS-R TK 系统做图根控制点，然后用全站仪补测。

（3）地形测量项目多分布于城镇、厂矿等经济相对发达的区域，此区域内通讯、电力系统都比较发达，输电塔、高压杆、低压杆、通讯杆比比皆是。在G PS-R TK 系统碎部数据的采集中，对高压杆、低压杆、通讯杆等必须精确定位，而各类杆均有一定的粗细与高度，当G PS 卫星接收天线靠紧杆位后会遮挡一部分卫星信号，且杆上的电力线、通讯线均具有电磁干扰，会给数据采集造成困难。如果以G PS-R TK 系统采集其他碎部数据，以全站仪补测各类电杆、通讯杆，工作量会成倍增加。

3 RTK 与全站仪数字化测图比较

RTK 数字化测量与全站仪数字化测图的比较如表2 所示。

从表2 可看出，利用G PS-R TK 定位技术进行数字化测图比全站仪数字化测图更具有优势。在从化1：500 地形图测绘项目中，如地势较为开阔就尽量采用R TK 定位技术进行作业;当遇到高大建筑物等信号遮挡区域时，采用全站仪测图。可见，在从化数字化测图工程中，采用R TK 协同全站仪进行数字化测图，而非单一方式作业，对提高整体工效是非常有意义的。

表2  RTK 数字化测量与全站仪数字化测图的比较

4 结束语

总之，在城市测量中，RTK 测量是一场革命性的飞跃，其特点使城市控制、地形、工程以及像控等测量变得简单、方便和耳目一新。在应用方面正逐渐取代常规的测量手段。而RTK 系统的质量越高，其初始化能力就越强，受环境的限制就越小，精度也就越高，其优势也就越明显。

参考文献：

[1]华志.GPS（RTK）平面定位技术在城市测量中的应用浅谈.[J].科技致富向导，2012.10（10）：68-69

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇12

GPS技术是一种全新的空间定位技术, 其在出现之后在很多的领域中对以往的电子测量仪器以及常规光学仪器进行了取代。而在上世纪90年代以后, 通过GPS技术同我国目前计算机的结合应用, 在空间定位方面也具有了前所未有的技术高度, 其所具有的全天候、高速以及高精度定位等特点非常适合应用在变形监测工作之中。

2 GPS 基线解算技术在变形监测中的应用

2.1 变形监测基本概念

变形是自然界普遍存在的现象, 它是指变形体在各种荷载作用下, 其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的, 如果超出允许值, 则可能引发灾害。自然界的变形危害现象很普遍, 如地层、滑坡、岩崩、地表沉陷、火山爆发、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌等。

所谓变形监测, 就是利用测量仪器及其他专用仪器和方法对变形体进行监视、观测的工作。变形监测又称变形测量或变形观测, 其任务是确定在各种荷载和外力作用下, 变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段, 是工程测量学的重要内容。

2.2 GPS 技术在变形监测中的应用

基于GPS技术的变形监测理论与方法, 是当前广泛采用的变形监测新方法、新技术之一。GPS卫星定位技术相比于传统的测绘作业方法与模式有着显著的特点和优越性, 其优越的性能及广泛的适用性, 是常规测量作业难以比拟的。GPS以其全天候、高精度、高效率、实时动态等优点, 成为当今极为重要的监测手段之一。

2.3 GPS 基线解算技术原理

对于该技术而言, 其所具有的基线向量代表着不同观测站所具有的位置关系, 即对于不同的测站都具有的不同的坐标增量。而对于GPS基线来说, 其同我们以往常规的测量方式也存在一定的差异:在传统测量方式中, 其仅仅具有长度一项属性, 而GPS基线则同时具有着垂直、水平以及长度这三种不同的属性。而当我们对GPS技术进行运用之后, 则会获得基线相量值, 也是我们之后获得最终点位的观测值。

2.3.1 观测值

通常来说, 我们会以差分观测的方式来求基线解, 而通过GPS载波相位值则能够帮助我们在卫星以及接收机之间求差。在载波相位测量方面, 其具有着多种方差形式, 即一次差、二次差以及三次差。

目前, 我们经常使用的差分方式为双差型观测, 即通过两个测站所具有的不同原始观测值对测站以及卫星进行求差所获得的观测值。这里我们举一个例子:

在某历元中, 如果我们同时对4个卫星进行观测, 那么在两个测站中一共具有8个载波相位观测值。而我们对基线开展解算工作时, 对流层与电离层所存在的延迟通常而言不会以位置参数进行计算, 而会根据其模型改正等方式对其进行处理。而根据这种特征, 我们对其进行基线解算时则会具有两种主要参数, 即整周未知数以及测站坐标参数。

2.3.2 基线解算

我们开展基线解算的过程可以说就是一个平差的过程。在此过程中, 我们所使用的观测方式为双差型观测, 在此工作中, 我们通过以下几个阶段开展:首先, 是初始平差阶段, 在此阶段中, 我们根据双差观测方程组成法方程与误差方程, 并对待定的精度信息以及未知参数进行求解。并在掌握初始平差的基础上帮助我们对整周未知数、实数解以及基线相量等进行计算。其次, 是确定整周未知数, 在此阶段中, 我们会在掌握初始平差结果的基础上通过搜索法的使用将整周未知数固定为一个整数。最后, 是基线向量的固定解确定阶段。在此阶段中, 我们将已经确定完毕的整周未知数作为已知值, 并在对位置参数再次平差之后来结算出基线向量的固定解, 即完成基线解算工作。

2.4 GPS 基线数据解算过程

对于GPS所观测获得的数据, 我们可以通过GPS数据处理软件、初步数据以及基线向量结算的方式对其进行处理。在具体结算方面, 主要有以下几个环节:

2.4.1 观测数据输入

在我们通过GPS技术对目标进行观测的过程中, 需要将我们每一天观测到的数据录入到计算机数据库之中, 并在后续进行基线解算时对这部分事先储存的数据进行读取。而通过GPS数据处理软件的应用, 则能够直接的获取本厂家生产GPS接收机获得的数据信息, 而要想对其它原始数据进行处理, 则需要通过一定的软件对其进行格式的转换。

2.4.2 数据检查

当我们将GPS所获数据录入到计算机之后, 则需要对这部分刚刚录入的数据进行全面的检查, 如天线高度、测站名以及测站的坐标等等, 并在检查过程中发现错误时能够立即对其进行修改, 保证后续计算数据的准确性。

2.4.3 设置解算参数

在我们开展基线结算的过程中, 设置参数是较为关键的一个环节, 在这个环节中, 需要我们对单基线解、多基线解以及卫星截止高度角等进行解算。电离层同对流层的改正模型、时段选择以及卫星选择等等。而通过我们之前对基线解算控制参数的设定, 则能够帮助我们对相关的基线处理方式以及精化处理方式进行确定。

2.4.4 基线解算

我们之前所使用的GPS接收机所能够获取的数据主要是接收机天线同卫星星历以及卫星距离等数据, 并不是我们之前通过常规方式所获得的角度、边长以及高差等等。对此, 我们在对这部分所获得GPS数据采集时还需要通过适当的处理来获得更好的定位成果:

首先, 是GPS数据的预处理工作。在我们实际开展预处理工作之前, 需要将GPS接收机所采集到的数据通过一定的分流与传输等方式将其形成指定类型的数据文件。而我们开展这种方式的目的, 就是对我们之前所采集到的原始数据进行整理、编辑与加工, 将其中不同专用的信息文件进行分离, 并以此为我们后续数据的处理做好准备。在此环节中, 由以下几个步骤所组成:第一, 是数据检验, 对观测值中的粗差以及无用值进行剔除;第二, 是数据格式标准化, 如数据类型、数据单位以及数据项目的标准化等;第三, 是GPS卫星轨道方程标准化;第四, 是对整周跳变点进行诊断, 对原始观测值进行发现与修复;第五, 是星钟多项式标准化;第六, 是对观测到的值进行系统误差修正。可以说, 我们预处理过程中所使用模型以及方式的好坏, 将直接对我们观测的最终结果以及结果质量产生影响, 可以说是对我们GPS测量精度进行提升的最关键环节。

在预处理工作完成之后, 我们则可以正式开展基线解算工作, 而为了能够提升结果所具有的准确性, 我们需要对以下几个影响因素引起充分的重视:第一, 观测时间不能过短, 要持续一定的时间帮助我们更好的获得卫星整周数;其次, 要保证解算起点的准确性, 以此保障我们后续的工作中无论是在尺度方面还是方向方面都不会出现误差;第三, 要将电离层以及对流层的折射效果纳入到计算之中。

3 结束语

总的来说, GPS技术的出现大大丰富以及提升了我们对于变形监测工作所具有的观测方式与数据效果。在上文中, 我们对于GPS基线解算的理论与预算法及其在变形监测中的应用进行了一定的分析与研究, 而在实际操作的过程中, 也需要我们能够在充分把握相关技术的基础上获得更为精确的解算数据。

摘要：GPS技术的出现为我国导航、测量等工作的开展提供了更好的技术, 对于GPS技术来说, 其所具有的高自动化、速度快等特点广泛的应用于我国不同形势的变形监测工作中。在本文中, 将就GPS基线解算的理论与预算法及其在变形监测中的应用进行一定的分析与研究。

关键词：GPS基线解算,变形监测,应用研究

参考文献

[1]赵建三, 杨创, 闻德保.利用GAMIT进行高精度GPS基线解算的方法及精度分析[J].测绘通报, 2011 (08) :5-8.

[2]戴吾蛟, 谢荣安, 余文坤, 匡翠林.不同观测环境基于基线解算的数据质量分析[J].工程勘察, 2012 (11) :55-58.

[3]崔卫磊, 唐斌, 李建飞, 郭红操.关于GPS基线解算以及质量控制的探讨[J].勘察科学技术, 2012 (04) :58-60.

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇13

浅谈GPS技术在公路测量中的应用

摘要：GPS(Global Positioning System)即全球卫星导航与定位系统,其应用技术已遍及国民经济的各个领域.GPS不仅具有良好的抗干扰性和保密性,且具有全球性、全天候、连续性、实时性的`精密三维导航与定位能力,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时问.作 者：榱林 屈磊 作者单位：辽宁省冶金地质堪查局地质堪查研究院,辽宁,114038期 刊：南北桥 Journal：SOUTH NORTH BRIDGE年，卷(期)：2010,“”(4)分类号：X91关键词：GPS RTK 公路测量

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇14

摘要 介绍了GPS系统的组成、功能及其特点，结合GPS的特点介绍了GPS在林业有害生物防治中的应用，包括定点、测面积和快速测定海拔高度。

关键词 GPS；特点；林业有害生物防治；应用

中图分类号 S771.8 文献标识码B文章编号1007-5739（2008）16-0167-01

GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等特点，赢得广大用户的信赖。随着林业生产科技水平的不断提高，GPS等高科技产品和技术在林业生产中的应用越来越广泛。

1GPS系统的特点

GPS具有全球、全天候工作，定位精度高，工作效率高，操作简便，功能多等特点，其应用领域不断扩大。

1.1GPS系统的组成

GPS由3个独立的部分组成：一是空间部分。由21颗工作卫星，3颗备用卫星组成，这种配置可实现24h全球覆盖，可以保证地球上任何地点的用户在任何时候至少能看到4颗卫星。二是地面支撑系统。由1个主控站，3个注入站，5个监测站组成。三是用户设备部分。接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息及观测测量，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。

1.2GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。由卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

2GPS在林业有害生物防治工作中的实际应用

2.1定点

使用GPS的定点功能对林业有害生物发生的地块进行定位，一般1块发生地块至少要4个控制点。在林业有害生物预测预报工作上，GPS快速、准确地定位功能更能为测报工作提供便利和可靠的保证，只要输入样地、样株的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心或直接找到需要观测的树木，为及时、准确开展林业有害生物预测预报工作提供极大便利。

2.2测量面积

测量面积经过多次对比试验，用GPS和罗盘对多种面积地块分别测量，对比面积越大两者差距越小，对比面积越小两者的差距越大。

综合对比，面积在1hm2以上的地块，测量适宜用GPS测量，面积在1hm2以下的地块应用罗盘仪或测绳求积。对不规则地块测量面积，应用GPS航迹测量方法。对规则地块，适宜用航线测量（GPS测出的是由这几个点为顶点所围成的1个多边形的面积，每个航线不超过50个航点）。测量面积时，2种方法结合使用，可充分发挥GPS的功效。在测量距离（林业有害生物发生地块中：长方形或正方形地块的边长，林带长度）时，可用GPS的导航功能，测量边长或林带长度，首先在边长或林带一端定点，在另一端对另一点导航，则可以测出距离。

2.3快速测定海拔高度

确定海拔高度在林业有害生物发生、测报和防治工作中是首要工作，非常重要。因为林业有害生物的发生、分布及危害都与海拔高度有着直接的关系，尤其是在青藏高原地区，森林垂直分布与海拔高度密切相关，而且林业有害生物发生、危害和分布与海拔高度更是密切相关。只要打开GPS，且GPS接受到6颗以上卫星信号，就能很方便地在GPS上读到所需海拔高度。

此外，在对林业有害生物防治小班进行验收时，使用GPS可快速、准确地定位所要检查的小班位置是否正确、面积是否准确、是否合格等。我县近年来年均发生林业有害生物3.47万公顷，年均防治1.20万公顷以上。由于防治地块分散，而且有相当部分是四旁林木，采用地形图引线定位和直接搜寻样地的方法，费工费时而且精度较低。GPS技术的快速动态定位特性，为防治效果检查工作提供了有力的技术支持。差分定位是目前GPS最为广泛使用的方法，其基本思路是：借助1个已知精确位置的参考点（一般为国家级测量控制点）和1个数据通信链（无线电），使用GPS接收机和电台达到运动载体实时精确动态定位的目的。差分方法有伪距差分、坐标差分、相位差分3种。利用差分GPS导航功能，只要输入固定样地的纵横坐标，按导航方向可直接到达样地中心。通过我县这几年在林业有害生物防治工程中使用GPS技术发现，工作效率比以前提高，且精度高。

3结论

通过GPS在林业有害生物防治工作中应用，我们感到GPS不但使用方便，而且测绘准确性高，大大提高了工作效率，在林业有害生物防治工作中发挥着越来越重要的作用。

4参考文献

GPS技术在变形观测中的应用 篇15

1 桥梁变形监测与GPS应用优势

1.1 桥梁变形监测

一般而言, 作为交通建设中的一项重要内容, 桥梁同时也是我们基础设施建设的一部分。所谓桥梁变形监测, 主要是指利用现代化的传感、通信技术, 对桥梁的运行状况及各个阶段的环境条件进行严格的检测, 尤其是各部分结构的响应和功能状况, 并在此基础上获得能够全面和客观反映桥梁结构状况的有关因素。之后再对这些因素和相关数据进行分析, (主要是桥梁结构的健康指标、桥梁结构的可靠性分析等) , 从而为桥梁的科学管理及其有效的维护, 提供一个客观、科学的参照。

1.2 GPS应用优势

从实践来看, GPS的主要应用优势在于测站点之间无需同时通视、全天侯检测、三维信息、精度高以及容易操作等。传统的检测方法需要监测点之间的相互通视, 方可实现观察, 而GPS技术只需要对一个点进行测量即可;对于传统的监测方法而言, 主要包括平面与垂直位移法两种, 该种桥梁变形监测方法具有工作量大和作业周期长特点, 而且其监测的时间与位点经常难以有效的统一起来, 有时可能会增加变形的分析难度, 甚至出现错误;对于GPS技术而言, 不但可以实时提供比较精确的三维监测动态数据, 而且还不受各种自然天气的制约;GPS监测技术和设备使用前都会配有相关的雷电设施, 可以实时对桥梁进行监测;同时还有接收机, 可以有效的方便用户利用不同位置的监测点, 从而实现信息的实时采集、分析、传输以及处理和报警。

2 GPS变形监测网建立

对于一些大型的桥梁而言, GPS变形监测网通常是由一个或多个独立的观测环共同构成的, 多以三角形孔大地四边形组成混会网的形式进行布设。一般而言, 实地选点时要注意以下几点: (1) 点位的基础应做到坚实稳固, 并且易于长期的进行保存。不能选在夏季洪水易淹没的地方; (2) 点位视场内障碍物的高度角不能超过15度, 以减少卫星信号被遮挡; (3) 点位应远离大功率无线电发射源, 其距离不得小于200米, 并远离高压输电线和微波无线电信号传输通道。其距离不得小于50米, 以免电磁场对卫星信号的干扰; (4) 点位离河应保持一定的距离, 附近不能有大面积水域, 以减弱多路径效应的影响: (5) 点位离大桥的距离至少在200米以上, 减少大桥行车时对点位本身和GPS观测时的影响; (6) 点位的数量视桥型大小而定, 一般来说, 在河两岸桥梁的两侧至少各有一个点, 大型桥梁应适当增加。还应联测国家已知点或施工控制网的点。

3 GPS在桥梁变形监测中应用原理

对变形监测而言, 其对精度的要求比较高, 桥梁变形中要求其平面精度必须为1毫米, 高程精度为2毫米。GPS在桥梁监测中, 实际测量过程中, 接收机能跟踪上卫星信号, 且在t瞬间内能对载波相位进行测量, 其相位可以测到整周部分或不足一周部分, 说明卫星相位能接收到基准信号, 但信号毕竟是正弦函数, 在实际应用过程中也不能被标识, 也不能准确的测量其是第几周相位。而在t时刻之后的载波相位测量中, 接收机的计数器会走动可以对t时刻到观察时刻的周数进行调整。用载波原理对桥梁进行变形监测, 其精确度是比较高的, 能达到0.5-2毫米, 然这种监测技术在实际应用过程中, 常会受到轨道、卫星钟差以及接收机钟差和对流层等多种因素的影响, 而造成相应误差。一旦出现观测误差, 可以将不同线形组合在一起, 毕竟这种误差是因对两个或两个以上观测站实行同步观测同一卫星而引起的。正常情况下, GPS的定位会采用单差、双差和三差, 其中对变形监测数据进行处理采用的是双差法。不同接收机在不同时间内对不同应用是以载波相位测量原理和差分测量为依据进行的, 能更好的保证其精度。卫星进行同步观察并得到与之相对应的相位, 可以对卫星进行求差、接收机进行求差和历元进行求差。

4 GPS技术在桥梁变形监测中的应用

在使用GPS技术对桥梁进行变形监测时, 一定要先对其变形监测网进行分析。GPS变形监测网在实际应用过程中是最为关键和重要的, 它不仅可以实现多台同步接收机同时观测不同时期的点, 而且还能有效的保证每期GPS机台数保持不变。在对每一期进行相应的观察时, 最好是要选用分布较多的卫星时段。在此基础上采用多台GPS机进行同步观测, 这样就可以使其在观测过程中产生更多的同步观测环。当同步观测环闭合差相对较小, 并且出现了误差较大的基线以后, 可将该基线予以剔除, 剔除之后仍然能够保证具有较高的精度。

就目前来看, 在桥梁变形监测中, 除了将基线剔除外, 一般还会选用随机商业软件对不同时期产生的GPS基线进行处理。为了有效的保证其效果, 在此基础上也可以采用粗差法进行探测。在用这种方法对精差进行探测的时候, 应该先计算统计量并在此基础上逐次进行, 直至粗差位置不再出现;之后对整个GPS网进行平差, 以便更好的得到该网评差, 确定该网相应精度。在对变形网数据进行处理的时候, 一般会选用两个以上基准网进行处理。

在此基础上对其形变进行相应分析, 就能了解不同测点之间的变形信息。而为了保证变形监测网更好的发挥其作用, GPS监测网一般会布设四个以上卫星基准点, 在选用这些基准点的时候, 最好在其附近选择国家级的GPS点作为监测网基准点, 并不断的对其进行复测, 以保证其精度能够得到有效的提高。在变形观测时, 应该先对不同时期观测到的变形信息进行分析, 并在此基础上对数据定期进行复测, 对有利点进行精度监测和约束平差坐标转化, 以减少误差率形变网进行施测的时候, 可以将其分成两个时段进行施测, 白天进行监测和晚上进行监测。毕竟现在的公路和铁路交通量比较大, 特别是公路交通中在中重型载重汽车引起的震动是十分明显的, 为了减少相应汽车的噪声, 保证GPS监测效果, 其在利用GPS监测的时候, 特别是在晚间对桥梁变形进行检测的时候, 最好选在凌晨、天亮之前。

5 结语

总而言之, GPS技术为桥梁变形监测带来了新的活力和技术支撑, 克服了传统的桥梁结构监测方法的缺点, 具有非常明显的技术优势, 特别是可实现多点同步观测, 受外界影响小, 数据采集方便, 可实现实时性、自动化管理, 因此应当对此加强重视和技术创新, 以期为我国桥梁及交通建设事业的探寻新的发展契机。

参考文献

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[2]喻春华刘飞许志华.GPS技术在桥梁变形监测中的应用[J].科技致富向导, 2010 (16) .

[3]魏芳菲刘成林郭杭.GPS技术在大型桥梁变形监测中的应用[J].工程勘察, 2011 (12) .

[4]余成江龙勇.GPS在桥梁变形监测中的应用探讨[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (21) .

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇16

神经网络在GPS高程拟合中的应用

在对人工神经网络的基本原理、神经元模型和网络结构、数据结构、训练方式等研究的`基础上,与GPS高程理论相结合,给出一种新的算法(新BP算法).以“阜新控制网改造工程”作为一个具体实例,使用Matlab语言来完成GPS高程的拟合.

作 者：韩硕 HAN Shuo 作者单位：中国纺织工业设计院,北京,100037刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：“”(4)分类号：P228.4关键词：神经网络 GPS高程 高程转换 BP网络算法

GPS在高层建筑变形监测中的应用 篇17

前言

随着互联网、汽车电子和无线手持设备对导航系统需求的剧增, 使得中国电子地图产业得到迅猛发展。面临这些需求, 许多城市和地区出现了各类电子地图。在电子地图的制作过程中,地图数据采集约占整个工作量的70%～80%。目前, 电子地图的数据获取主要有三种方法: 扫描现有地形图资料、图像资料(航片、卫星影像等)数字化以及数字测图。其中数字测图是利用GPS、电子全站仪等在野外实测直接生成数字地图, 这一方法适合于在没有现成图纸和航片时的大比例尺的地形测图，随着GPS测量技术的发展与广泛应用, GPS 数字测图已经成为电子地图数据采集的首选方式。

1、电子地图测绘的软、硬件设备

电子地图测绘采用的是集PDA 掌上电脑技术、GPS全球卫星定位系统技术和GIS 地理信息系统技术的软、硬件为一体的公路数据采集系统, 如图1 所示。在整个系统中对硬件部分的要求是: PDA 采用的是Windows Mobile 2003 微软操作系统;中央处理器主频率CPU 为624 MHz, 内存容量RAM185M, 外加1G PDA 扩展卡容量。GPS 采用蓝牙接口, 数据更新频率1 次/s , 自动定位时间45s , 定位精度小于5 m;对软件部分要求是:e-Road For PDA 和e-Road For PC 软件操作系统。前者是将GPS 接收的信号传输到PDA 上, 后者是将PDA 的数据传输到电脑上, 并对导出的地图数据进行合并和编辑。

2、电子地图测绘的原理

全球卫星定位系统GPS 分成3 个部分: GPS 卫星星座、地面监控系统、GPS 接收机。一般在测绘中所使用的是第三部分GPS 接收机。GPS 使用测距交会的原理确定点位, 其基本定位原理是每颗太空卫星在运行时, 任一时刻的位置都用一个坐标值来表示, GPS 接收机所在的位置坐标为未知值, 而太空卫星的讯息在传送过程中存在时间差, 将此时间差值乘以电波传送速度, 就可计算出太空卫星与GPS 接收机间的距离, 如此就可依三角向量关系列出一个相关的方程式。每接收到一颗卫星就可列出一个相关的方程式, 因此, 至少同时接收到三颗卫星发出的信号后, 即可计算出平面坐标(经纬度)值, 收到四颗卫星信号则可同时测出高程值, 五颗卫星以上可大大提高其测量精度。一般来说, GPS 接收机在运动中每秒的坐标数据都是最新的, 也就是说GPS 接收机会自动不断地接收卫星讯息, 并实时地计算其所在位置的坐标数据, 同时记录下来。

在GPS 定位中, 根据其运动状态可以将GPS 定位分为静态定位和动态定位。静态定位指的是对于固定不运动的待定点,将GPS 接收机安置于其上, 观测数分钟乃至更长的时间, 以确定该点的三维坐标, 又叫绝对定位。若将2 台或2 台以上分别固定不变地安置在待定点上, 则通过一定时间的观测, 可以确定这些点之间的相对位置, 又叫静态定位。而动态定位则至少有一台接收机处于运动状态, 测定的是各观测时刻运动中的接收机的点位。在电子地图测绘系统中采用的是动态定位。GPS 以全天候、高精度、自动化、高效率等特点赢得广大测绘工作者的信赖。

3、电子地图测绘的方法

3.1 外业采集

外业采集是整个测绘的核心工作, 采集组一般由4 名成员(PDA 操作员、记录员、带路者、驾驶员)和1 台作业车组成。PDA操作员要熟练掌握PDA 操作技术, 事先对要测的路线进行编号, 对于已经有编号的路线要进行核对, 做到不重复, 不遗漏每一条路线;记录人员要求反应速度快, 能领会操作员的意图, 配合操作员进行记录, 做到不遗漏, 准确率达到100%;带路者要求熟悉当地地形, 对整个地区的路线了如指掌, 做到不走重复路,以最佳路线测绘。驾驶员要平稳、匀速驾驶作业车, 并保养维修好。另外还要确保测绘设备具有充足的电量, 避免设备自动关机, 造成数据丢失。因此, 要求在测绘之前做好各项准备工作, 只有这样才能达到最佳的效果。

准备就序后, 首先要对GPS 进行定位, 然后打开GPS 蓝牙, 将其连接到PDA 上, 待其在PDA 上显示为“3D”状态时就表示GPS 已联接上PDA, 可以开始数据采集。采集数据前还要对将其测量数据进行命名, 方式建议采用当天的时间来命名, 并存入SD 卡上, 这样方便数据的合并和校核。测绘过程中常见问题的原因及解决的办法有:

(1)测绘过程中GPS 无法定位。

GPS 无法定位的原因可能是接收不到卫星信号, 这时可到一个空旷、周围建筑物少、天线少、外界干扰小的地带进行定位,待其定位好后再进行测绘。为了减少接收干扰, GPS 不能安置在根本接收不到卫星直射讯号的地方, 如室内、地下停车场、天桥下、树木密集、四面环山及隧道中。在汽车内, 应使用有长天线的GPS , 并把天线用磁石置在汽车外。在地形复杂、建筑物多、干扰多的地方, 建议使用带有延长天线的GPS。如果碰到信号好的地带最好不要采用天线。

(2)测绘过程中GPS 信号飘逸。

GPS 信号飘逸问题有多方面原因: ①在阴雨天卫星信号较弱, 很容易造成飘逸。②当地某些地区使用了卫星信号屏蔽, 使信号飘逸。③在信号很强时还使用了延长天线, 也会造成信号的飘逸。④操作错误所造成。对于不可避免的信号飘逸可以在内业顶点编辑中进行处理。

(3)测绘过程中行车速度过快。

对于一般的车载GPS 其数据更新频率是1 次/s, 因此测绘过程中车速要保证匀速行驶, 速度不宜过快, 车速一般控制在50 km/h, 防止在测绘过程中出现GPS 接收信号中断, 而使测绘数据不准确。

(4)测绘过程中不应长时间停留在某个区域。

当正在进行路线测量时, 如果较长时间在某个区域停顿时,要求PDA 操作人员暂停测量。避免长时间停滞在这个区域造成在PDA 显示的路线发生飘逸。

(5)测绘过程中基本信息处理。

由于PDA 对路线的线形和里程是自动记录的, 为使测绘过程中保证测绘准确迅速, 要求PDA 操作员对路线的基本信息不要过多输入, 只需旁边的记录员详细记录每一条路线的基本信息以及附属设施的基本参数。对于路线的基本信息可在内业处理过程中进行补充和完善。

(6)测绘过程中跨区路线处理。

由于地形复杂, 一些路线的基本信息在同一条线上都不尽相同。对于一些路线里程比较长, 是跨省或跨市(区)或跨乡(镇)的, 要对这些路线进行分段, 对于带路者要熟悉这一区域的地形, 做到不出现任何误差。记录员要在记录本上详细记载分段情况以及分段路线的基本信息。对于跨省或跨市(区)乡(镇)的路线一定要在当天测完, 方便以后的内业处理。

3.2 内业处理

外业采集到的地图数据还需要经过整理修饰才能应用, 路线上的附属设施信息也需要完善, 因此要最后得到完美的电子地图, 内业处理工作是必不可少的。内业数据处理操作的流程如图2 所示:

内业处理是一个重要的环节需要各人员协同完成, 其具体有以下几个方面:

(1)测绘地图的数据传输。

将测绘的地形图通过数据线拷贝到PC 机的硬盘上, 启动e-Road For PC 进行数据的编辑。e-Road For PC 上的功能同PDA 上的e-Road For PDA 是一样的。因此, 可在e-RoadFor PC 上进行内业的处理。

(2)测绘地图的数据编辑。

通过e-Road For PC 在地形图上进行地图编辑。要求外业测量时的数据记录员将路线的基本信息和附属设施信息进行编辑完善, 保证不丢失任何数据。

(3)测绘地图的数据合并。

编辑完成所有的路线基本信息和附属设施信息后, 需要进行地形图的合并。合并前要选择好底图, 最好使用空底图, 这样可尽量减少路线的飘逸, 然后再进行合并, 合并时要按照外业测绘的时间顺序来合并。

(4)测绘地图的顶点编辑。

由于外业测绘过程中存在信号飘逸, 因此在内业处理中, 需要PDA 操作者对飘逸的路线进行顶点编辑, 将飘逸的顶点拉到实际位置, 对于一些重复的顶点要进行删除。

(5)测绘地图的校核。

校核时最好让熟悉地形的带路者进行校核, 这样能确保每一条路线的准确性。如果当地有其他的地形图时, 可对照测绘地图的路线有无偏差。如果路线偏差比较严重或者信号飘逸严重,为保证数据的准确性最好是进行重测。

4、结束语