基于GPS沉降变形监测技术在工程实际中的应用探讨

文/刘友明 深圳市勘察测绘院有限公司 广东深圳 518028

近几年，我国建筑行业的得到迅猛发展，人们也越来越重视建筑施工的质量与建筑性能。将GPS沉降变形监测技术应用到工程实际中，主要包括在高速公路的沉降变形的监测等方面，大大提高了定位精准度与施工效率。GPS沉降变形监测技术其实是从GPS定位技术发展而来的，为我国工程建设的修复工作带来技术支持与便利。

随着科学技术与信息技术的不断发展与完善，通过对子午仪系统的研究与开发，为GPS的突破发展提供技术支持。目前，GPS在工程实际中一般都采用载波相位观测量，进一步提高差分数据处理的效果，突破了传统上测量与定位不准确的弊端。随着对卫星定位系统的研究，美国利用此技术在全球范围内进行定位，通过试验卫星的发射成功，不断提高GPS定位的准确性与可靠性，同时也使GPS沉降变形监测技术得到不断扩展与应用【1】。

1、GPS沉降变形监测技术的定位原理

在科学技术与信息技术不断完善与发展的时代背景下，为实际工程建设提供了积极的推动作用。工程建筑施工是一项比较复杂、综合性比较强的过程，在实践中，经常会涉及多方面的专业知识与专业技能，而且还需要花费大量的资金成本。GPS沉降变形监测技术在工程实际中应用，不仅提高了定位的精准性，提高工作效率，在一定程度上还保证了建筑施工的稳定性与安全性。GPS沉降变形监测技术的定位原理主要是利用GPS技术确定待定点的位置参数，依靠测量数据中的已知距离交联的地点进行测量，获取有价值的数据信息，然后确切定位具体地点，从而对整个工程进行全方位的实时跟踪，取得一定的观测量。并且通过多种综合卫星的记录数据得到接收机的具体位置，建立起未知点与参考点之间的联系，为实际工程工作提供数据支持。如果已知空间GPS卫星的瞬时位置，并且知道测站点的三维坐标，GPS接受机只需要接收三颗GPS卫星所发射的信号，通过对GPS卫星所发射的信息进行综合分析与勘探，并在后方交会原理的指导之下，最终确定测站点的三维坐标【2】。GPS沉降变形监测技术其中最重要的就是在线实时分析系统，这种系统通过对数据信息进行采集、处理与整合等，主要由数据无线或者有线传输和数据分析处理等多个结构组成。利用GPS实时动态监测，通过无线电传输技术，将数据信息传输到终端系统，然后再经过地理信息系统开发数据处理与分析软件，对整个传输过程进行变形分析，从而得出变形分析的最终结果，进而为防灾减灾工程提供理论依据。

其实接收机的具体位置也可以在记录时间的卫星中获得，在需要测量的地点设置GPS接收机，在某个特定时间内同时发射三颗以上卫星，同时记录这几个卫星发来的信号，在将接收到的数据信息通过计算机技术进行分析与整合，最终得出GPS接收机测点的中点到卫星的距离。

GPS沉降变形监测技术是一项新型技术，与原始水准沉降变形监测技术先比较其具有较大的优势。原始水准沉降变形监测技术在工程应用中也存在一定的局限性。对于建立大型的工程控制网部署可以应用GPS沉降变形监测技术，但是在一些隐蔽性或者遮挡性区域就无法使用GPS。因此我们可以使用GPS沉降变形监测技术时，提高信号传输的速度与稳定性，在很大程度上还可以保障传输安全。

2、GPS沉降变形监测网的精度分析

我们可以结合10千米的路段变形情况来分析监测网，从多个角度与多个层面分析GPS沉降变形监测网的精准度。我们首先建立数据模型，并根据这路段的地形以及地基变形情况进行综合分析与探究，再建立7个基准点与15个监测点，最后对数据模式进行模拟操作，以图形或者表格的形式来展现GPS沉降变形监测具体特征，这种方式可以更加清楚、直观，让相关人员一看便知，不需要相关讲解与说明。

3、GPS沉降变形监测技术在工程中的实际应用分析

3.1 GPS沉降变形监测技术在地面工程中的应用

我国地面工程包括很多种，比如采煤、采油、采矿等，地面工程中存在的风险来自于多方面内容，比如地质情况、气候条件以及地形等不可抗力风险，还包括社会风险，这些风险因素对地面工程施工带来极大地负面影响。在施工过程中，会使得许多的挖掘区出现地面下沉甚至是坍塌的情况，有时过度抽取地下水也会使地面出现沉降现象，不仅对自然生态系统造成负面影响，还严重威胁施工人员以及其他人员的人身安全。采矿工程对地面的影响主要包括两方面，一是不合理的开采方式导致地面发生移动，另一个是由于对地质、地形情况没有进行仔细勘察与分析，在施工中导致矿区边坡发生变化。GPS沉降变形监测技术造地面工程中的应用，可以实施跟踪与检测不同时间段内地面的水平位置变化情况，一旦发生异常现象或者其他安全事故，可以及时采取有效措施处理。并且应用GPS沉降变形监测技术，可以对测量的数据进行分析整合与比对，对地面工程现象进行监督，不需要花费过多的人力与物力，就可以高效、准确完成工程量【3】。

3.2 GPS沉降变形监测技术在大坝监测工程中的应用

大坝工程建设是我国重要基础性建设，关系着国家与人们的根本利益。在大坝工程建设完成之后，经常会出现水平或者垂直方向的变化，从而导致地面沉陷、倾斜甚至出现裂缝现象。通过分析与调查我们可以发现造成大坝出现这些问题的主要原因是，大坝水库与水电站很容易因为过于沉重的压力导致大坝工程损坏，威胁人们生命财产安全。GPS沉降变形监测技术在大坝工程中的应用，可以利用精准定位技术确定大坝的确定位置，对大坝工程建设进行严格监督与控制，这些工序都可以自动化进行。

结语：

综上所述，文章对GPS沉降变形监测技术的发展历程以及定位原因进行阐述，并系统分析了GPS沉降变形监测技术在工程中的实际应用，更好地理解与掌握GPS沉降变形监测技术。随着我国科学技术与信息技术的发展与完善，为我国的GPS沉降变形监测技术的发展带来新的发展前景，GPS沉降变形监测技术的广泛应用，不断提高工程质量与工作效率，在一定程度上保证工程监测的准确性与可靠性，为工程各个环节与各个阶段工作的顺利开展奠定良好基础。GPS沉降变形监测技术还可以实现经济效益与自然生态效益的协调统一发展，为我国城市建设提供技术保障。

[1]李彤.GPS和卫星地图在城镇燃气管道设计中的应用[A].第二届中国城市燃气论坛——燃气青年工程师论坛资料汇编[C].2017年.

[2]廖斌杰.城市供水管网GIS信息系统的建立与更新[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十四次学术信息交流会论文集[C].2017年.

[3]张军，田金鑫，徐景田.小跨度钢桁架结构变形监测技术研究[A].2016全国测绘科技信息交流会暨首届测绘博客征文颁奖论文集[C].2016年.