广西生态工程职业技术学院 广西壮族自治区 柳州市 545004
摘要：随着大量工程建设的开工，工程测量工作在各种工程的开工建设过程中显得尤为重要，尤其是变形监测。GPS作为工程测量技术的一种，由于其自身的优点，已经被广泛运用到各种工程建设变形监测中去。本文分析了工程测量技术中GPS在变形监测应用中的优点，并分析了GPS技术在多种工程变形监测中的应用，希望能够提高我国工程测量技术水平，促进我国工程建设的进步与发展。
一、GPS变形监测的特点
在工程测量变形监测中，运用GPS技术能够有效的进行工程变形监测，从而在多种工程建设中被广泛应用。具体来说，GPS技术在变形监测应用中具有以下优点：
1.1测站间无需保持通视
在工程变形监测中，利用GPS定位技术能够省去测站间的通视，不但使得布设变形监测网时更为便利以及自由，还能够减少中间的传递过渡点，从而大量的节约了费用。
1.2能同时测定点的三维位移
采用传统方法进行变形监测时，平面位移通常是采用正锤线、倒锤线、边角导线、方向交会、距离交会和全站仪极坐标法等方法来测定的，而垂直位移则一般采用精密水准测量、液体静力水准测量、倾斜仪等手段来测定。水平位移和垂直位移的分别测定不仅增加了工作量，而且监测的时间和点位也不一定一致，从而增加了变形分析的难度。
1.3全天候观测
在变形监测中，GPS技术能够在恶劣天下进行正常观测，从而可以不受自然天气的影响。需要注意的是，为了防止雷雨天气对GPS系统的破坏，需要配备防雷电设施。除了在变形监测中得到广泛应用，GPS全天候监测还可以用于一些地质灾害的检测，包括滑坡、泥石流以及防汛抗洪等。
1.4全系统自动化
由于GPS接收机能够自动进行数据的采集工作，并且通常会为用户进行必要接口的预留，这就使得用户可以将GPS变形监测系统较为方便的建成自动监测系统，免去了需要人员值守监测的繁琐工作，从而实现数据信息全自动化的采集、传输、处理、分析以及报警等。有必要时，用户可以很方便地从控制中心的办公室中来观看每台GPS接收机的板面信息，也可以在办公室中发布命令来更改数据采样率、时段长度和截止高度角等设置.这对于长期连续运行的监测系统是很重要的，可降低监测成本，提高监测资料的可靠性。
1.5可消除或削弱系统误差的影响
在变形监测中关心的是在两期变形监测中所求得的变形监测点的坐标之间的差异，而不是变形监测点本身的坐标.两期变形监测中所含的共同的系统误差虽然会分别影响两期的坐标值，但却不会影响所求得的变形量。也就是说在变形监测中，接收机天线的对中误差、整平误差、定向误差、量取天线高的误差等并不会影响变形监测的结果，只要天线在监测过程中能保持固定不动即可。
二、GPS变形监测的应用
在工程的变形监测工作中，不仅仅包括建筑物的变形监测，还包括大坝的变形以及矿区地面沉降等。在工程测量工作中，其变形监测的结果需要精确到毫米甚至是亚毫米。在GPS系统不断的发展完善中，其软件的性能也得到了大幅度的提高，使得GPS已经在精密工程变形监测中被应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从目前来看，GPS技术在变形监测中的应用，主要是在以下工程中：
2.1大坝监测自动化系统中GPS的应用
水平位移、挠度、倾斜以及裂缝、垂直位移等都是大坝变形监测的主要内容，大坝出现变形的原因主要是由于水负荷过重而引起的，因此需要连续对大坝变形进行精密的监测。与传统的变形监测方法相比，GPS精密定位技术不但能够实现大坝变形监测的精度要求，还能够实现自动化的变形监测。以湖北清江隔河岩水电站为例，将GPS应用在大坝变形测量中，有效的实现了自动化的精密监测。此GPS自动化监测系统主要包括了左右两岸两个基准点以及五个坝顶测点，其GPS接收机为双频率，带防护罩天线，型号为Ash-techZO 12CGRS。在1998年长江流域特大洪水期间，隔河岩大坝超量拦洪蓄水，避免了清江洪峰河长江洪峰相遇，对于减轻长江中下游的防汛抗洪压力以及最终未实施荆江分洪起到了重要作用。
2.2地面沉陷的GPS监测
地面沉陷多数是发生在矿区，由于过分的开采地下天然气、煤炭以及石油资源，从而导致地底漏空，从而引发矿区的地面沉陷。除此之外，在城市地面中，由于对地下水的过分抽取，也会导致地面出现沉陷。露天矿边坡移动测量以及矿区地表移动是矿区地面变形监测的主要内容，在利用GPS进行变形监测中，需要对测定的地面店的水平位置以及高程进行不同时间的观测，之后进行分析对比，利用得出的地面点为的水平位移与沉降数据为依据，从而进行地面变形的分析与预测。GPS技术能够有效的实现地面沉降的变形监测，并且具有速度快，作业灵活的优点，大大提高了作业的效率。
2.3高层建筑物GPS监测
在GPS变形监测中，高层建筑物的变形监测是极其重要的，这关系到高层建筑的安全使用，尤其是要对高层建筑物摆动的幅度以及频率进行重点监测，高层建筑很容易受到地震、台风等外界因素的影响而出现相对位移，因此，GPS监测对于高层建筑物变形监测具有极其重要的作用。
传统的高层建筑物的变形监测方法（采用加速度传感器、全站仪和激光准直等）因受其能力所限，在连续性、实时性和自动化程度等方面已不能满足大型构筑物动态监测的要求。近年来，随着GPS硬件和软件技术的发展，特别是高采样频率（如10Hz甚至20Hz）GPS接收机的出现，以及GPS数据处理方法的改进和完善等，为GPS技术应用于实时或准实时监测高层建筑物的动态特征提供了可能。目前，GPS定位技术在这一领域的应用研究已成为热点之一，以高层建筑物动态特征的监测为例，设计了振动实验以模拟高层建筑物受地震和台风等外界因素作用下的动态特征，并采用动态GPS技术对此进行监测。实验数据的谱分析结果表明，利用GPS观测数据可以精确地鉴别出高层建筑物的低频动态特征，并指出了随GPS接收机采样频率的提高，动态GPS技术可以监测高层建筑物更高频率的动态特征，最终建立具有GPS数据采集、数据传输、数据处理与分析、预警等功能的高层建筑物动态变形自动化监测与预警系统。
三、结语
总而言之，在工程建设过程中，工程测量工作贯穿在整个工程始终，是工程建设中不可或缺的环节。随着人们对工程建设要求的不断提高，需要提高工程测量工作的质量，GPS技术在变形监测中得到了广泛的应用，对于高层建筑物的变形监测，大坝的变形监测以及矿区地面沉陷监测都起到了重要的作用。随着工程测量技术的发展进步，GPS技术必然会得到更加广泛的应用以及传播，从而更好的促进我国工程测量的质量以及效率。
参考文献：
[1]刘艳臣.浅谈我国工程测量技术的现状及未来发展[J].黑龙江科技信息，2010，（03）.
[2]郑妍，支锐，潘宇.浅析工程测量技术应用的探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（11）.
[3]王希波.数字化测绘技术在工程测量中的应用浅析[J].黑龙江科技信息， 2009（16）:42-42
[4]郭勇，蒙祥达.浅谈工程测量技术的发展与应用[J].红水河，2009，（01）.
论文作者:蒋中洲
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/29
标签：工程论文; 测量论文; 技术论文; 建筑物论文; 位移论文; 大坝论文; 高层论文; 《基层建设》2016年3期论文;