摘要：在工程建筑测量领域，针对相应的测量技术和模式进行不断的健全和完善，由此使得检测效率和质量得到更显著的提升，为整体建筑物的质量和性能提供至关重要的保障。基于此，本文重点探讨和分析GPS-RTK在建筑物变形观测中的应用等相关情况，希望本文的分析可以为相关从业人员使用 GPS进行建筑物变形监测、观测提供一定的参考和借鉴。
关键词：GPS-RTK；建筑物；变形观测；应用
引言
从实践中来看，在传统的建筑物变形观测过程中所涉及的观测方法主要包括两种类别，分别是物理学传感器方法和常规的大地测量方法。在具体的应用过程中，物理传感器方法只能针对建筑物的局部变形情况进行一定程度的观测，效果十分有限。常规的大地测量方法量巨大，效率比较低下，而且受到内部外部因素的直接影响，要求监测点与基点通视。随着科学技术的迅速发展，当前越来越普遍的应用GPS-RTK测量技术，它能够呈现出更为显著的应用优势，有着更高精度的三维定位能力，针对建筑物工程变形进行检测，能够提供至关重要的高效手段，呈现出十分明显的应用优势。据此，下文重点分析GPS-RTK在建筑物变形观测中的应用等相关内容。
1 GPS-RTK相关技术概述
GPS是一项新兴的现代空间定位技术，在越来越多的行业中得到广泛应用，从某种程度上来说已经取代了传统的光电或者电子测量仪器。在上世纪80年代开始，GPS卫星导航定位技术和现代通信技术充分融合，对于现代空间定位技术来讲，实现了突破性的发展，使空间定位技术的应用范围和作用得到进一步的拓宽。GPS -RTK测量技术是以载波相位观测量作为基础的实时差分GPS定位测量技术，有效利用该技术可以在实践的过程中更及时有效的获取待测站点在指定空间坐标系中的三维坐标，其精准程度有更大程度的提升，可以高达厘米级。GPS-RTK测量系统主要由三个部分有机组成，分别是一个基准参考站点、多个流动站点和数据通讯系统。在GPS-RTK的作业模式中，基准参考站点能够通过数据链的形式，把所要观测的观测值和待测站点的坐标信息进行充分合并，一起传送到流动站接收机中。流动站点接收机不仅能够利用数据链接收相对应的来自于基准参考站点的数据，同时还需采集GPS系统的观测数据，与此同时，在系统内部组成相对应的差分观测值，对相关数值进行及时有效的处理和计算，从而最终获得相对应的厘米级的定位数据结果。
2 GPS-RTK在建筑物变形观测模式
2.1 周期性观测模式
当形变体的变形速率相对来说比较缓慢，在局部的时间域和空间域内是稳定的情况下，可以充分利用GPS-RTK展开周期性的变形观测，所涉及的观测频率要结合具体情况分成数月、一年或甚至数年之久。此时采用GPS 静态相对定位方法测量，将2台以上GPS 接收机安置在观测点上同步观测一段时间，观测时段长度和时段个数依监测精度的要求而定。这种观测模式更适用于长边监测网。
2.2 连续性观测模式
连续性变形观测主要指的是有效采取固定监测仪器进行长时间的数据采集，获得变形数据系列，这种观测数据是连续性的，有着比较高的时间分辨率，进一步结合变形体的不同特征,连续性观测可以有效采取静态相对定位和动态相对定位两种数据处理方法展开相对应的观测，通常情况下要确保变形响应的实时性。观测的根本宗旨是为了获取相对应的变形特征和信息，着重做好数据处理和分析，要在事后有效操作，针对整体系统的精度而言，要结合具体要求设定相对应的内容，目前最高监测精度可达到亚毫米级。
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3 GPS-RTK在建筑物变形观测中的应用分析
3.1 准动态特征观测
在对高层建筑物进行观测的过程中，进行准动态特征观测是一项特别关键的任务，在这个过程中，引入高层建筑物整体形变模型，利用多期观测数据可以着重针对建筑物的准动态特征进行充分的反应。建筑物的整体形变(沉降、水平位移、倾斜)可体现于监测面的姿态变化。因此，刻画监测面刚性运动状态的模型，能够针对整体建筑物的变形情况进行形象生动的呈现和反应，形象地显示出大楼的下沉和旋转，充分呈现出模型在反映高层建筑物整体形变状态的灵敏性和有效性。若利用多期观测数据能够有效获取相对应的观测数据，针对这样的情况就可以充分获取建筑物形变的动态规律。充分利用该原理，就能够针对建筑物的准动态特征和变形情况进行切实有效的观测，从而使其观测效率和精准度得到更显著的提升。
3.2 实时动态特征监测
高层建筑物实时动态特征的监测对其安全运营、维护及设计等相关内容有着至关重要的作用，特别是实时或准实时监测高层建筑物受地震、台风和洪水等外界因素影响之下的动态特征，例如，高层建筑物摆动的幅度(相对位移)和频率。应用GPS-RTK 动态定位模式被动态化的观测大楼的具体特征，并进一步有效研究其在风载、地脉动以及其他外界因素影响下的自振特性。外业观测时采用Trimble双频GPS接收机，其中一台接收机设置在视野开阔且周边环境较好的地面点上作为基准站；另一台接收机设置在距基准站约250m的固定点位上作为参考点；第三台接收机设置在大楼顶层开阔处，同样要求周围无干扰源。GPS1至GPS3的距离约190m。GPS 动态观测时的接收机采样间隔设置为1s，卫星高度角限值为15°，按动态定位观测模式连续观测时间约为1h以X方向坐标变化，由此绘制相对应的时程曲线图。通过具体的图纸能够进一步有效明确整体时程曲线的变化量，这符合动态GPS-RTK 测量的正常精度，表明GPS-RTK能够在更大程度上提升观测质量，相应的观测数据更加精准可靠，有更大程度的参考作用。这种方法能够把时域内的观测数据序列通过傅立叶级数转换到频域内展开相对应的分析和探究，这样能够进一步有效明确时间序列的准确周期，进一步有效判别相对应的隐蔽性和复杂性的周期数据。将监测数据进行傅立叶变换后，将相应的数据结果进行作图分析。
4 总结与展望
GPS-RTK 用于建筑物变形观测有着十分显著的应用效果，同时有着十分显著的精准程度，并且在应用的过程中不会受到气候条件以及通视条件等相关方面的影响和限制，有着高度自动化的特点，其在建筑物变形观测过程中能够得到十分理想的应用，而且能够从根本上有效弥补传统的变形监测方法的缺陷。GPS-RTK 在监测建筑动态特征方面更为明显的运用优势，具有更大的可行性和高效性。通常情况下，针对建筑物的实际变形进行观测是特别复杂的，而有效利用该技术，使测量的外部环境更加优质，从实际应用角度来看，在监测点以及基准站的布设、接收机的选取、多路径误差的改正、接收机的抗干扰技术和数据处理软件等相关方面需要进一步深入研究和分析。与此同时，充分融合建筑物的动态变形监测与结构设计，以此为建筑物的设计提供切实有效的参考依据，以此为基础进一步有效构建建筑物动态变形自动化监测与预警系统。
参考文献：
[1] 李征航.GPS定位技术在变形监测中的应用[J ].全球定位系统,2001(2):18～25.
[2] 黄声享，刘经南.GPS监测系统基准形变分析与动态随机模拟[J ].武汉测绘科技大学学报,2016,25(6):485～490.
[3] 独知行，靳奉祥，梁勇.利用GPS 监测数据确定建筑物的刚性运动状态[J ].测绘通报,2012(5):4～6.
[4] 独知行，靳奉祥，吴庆忠.高层建筑物整体形变的GPS监测[J ].工程勘察,2016(4):45～47.
[5] 独知行，靳奉祥，冯尊德.高层建筑物整体变形监测及分析方案[J ].工程勘察,2016(2):55～58.
[6] 毕学涛.高等动力学[M ].天津：天津大学出版社,1994[7] 罗志才，陈永奇，刘焱雄.GPS 用于监测高层建筑物动态特征的模拟研究[J ].武汉测绘科技大学学报,2000,4
论文作者:史鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/8
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