摘要：随着时代不断的进步、科技不断的发展，GPS技术会更成熟的、更完善的应用到城市建筑变形测量中来，我们得到的监测数据也会越来越准确、越来越可靠，对我们的生活质量与安全也原来越有保障。本文主要分析探讨了GPS技术在城市建筑变形测量中的应用情况，以供参阅。
关键词：GPS技术；城市建筑；变形测量；应用
引言
我国建设脚步逐渐加快，人们对城市建筑的技术以及要求也愈高，所以引入了GPS技术，其不仅在定位、公路勘测、航空摄影测量、土地滑坡测量、公路勘测等方面发挥着重要作用，在城市建筑工程测量中也发挥着重要作用，尤其是体现在城市建筑变形测量中[1]。GPS技术的应用，为城市建筑变形测量提供了精确度较高的数据。并且科技技术正在不断的更新，GPS技术发展出了快速静态定位以及静态定位两种测绘方法，让城市建筑变形测量得到了进一步发展，让测量结果精确度更高、更加具有智能化，从而促进了我国城市建筑施工水平的提高，便于城市建筑施工的顺利开展。
1GPS技术原理
全球定位系统由地面监控系统、GPS接收装置以及空间卫星群三部分结构组成，其中空间卫星群内包含24颗地球卫星，21颗工作，3颗备用，分别分布在6个轨道之中。GPS接收装置则由电源、主机及天线三部分构成，接收装置主要可以分为大地型接收机和导航型接收机两类。地面监测系统是全球定位系统中最重要的部分，一般由监测站、主控站以及注入站构成。该技术的主要原理在于该系统中的卫星发射出测距信号以及导航电文，卫星的位置信息主要包含于导航电文中，用户利用GPS信号接收机能够在同一时刻接收到三个以上的GPS卫星信号，明确接收机天线的中心位置，即测站点p与三颗以上GPS卫星之间的距离，并对此时GPS卫星的空间位置的坐标进行结算，基于此有效利用距离交会法解算出测站P的位置坐标。按照测距的原理，GPS定位系统的定位原理以及方法主要有三种：①伪距法定位；②载波相位测量定位；③差分GPS定位等。现阶段，大地型接收机的载波相位测量的精度主要在1～2mm之间，甚至更高。再具体应用此系统时，为了将卫星轨道的误差以及卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层折射的误差的影响降到最低，则可以将载波相位测值的各种线性之间的差分值当作观测值，获得两点之间的高精度GPS基线向量（即坐标差）。
2GPS技术在城市建筑变形测量中应用的优势
GPS在监测中可以全天候的观测，并且测量不受外在气候变化的影响和限制，比如在风雪雨雾的恶略天气仍能正常的监测，雷雨交加的天气，只需要给GPS检测系统安装一个避雷电的装置就可以继续监测还无影响。这个特点对于我国洪涝灾害多发的地区对于洪讯、山体滑坡、泥石流等自然灾害的监测格外有利，可以有效的减少人员伤亡和经济损失。由于GPS定位不需要与测试站保持通视，以此特点可以打破变形监测网点布设局限性，在信息传输过程省去很多费用，是布设网点的工作更方便、自由。而且GPS监控接收机是自动进行数据采集工作的，监测管理人员可以利用这一特性，进行电子设备自动监控工作，并通过系统对管理用户预留的接口，设定为采集数据自动监测、传输、分析和报警等程序，实现变形监控全部自动化。在特殊情况发生时，监测管理人员可以在控制中心的办公室查看每台GPS接收机的信息板，数据的采集、时长与视角都可以在办公室内通过改变口令而实现。这种长期监控的模式不仅可以降低成本，也可以有效的避免变形对建筑带来的隐患。在变形监测的数据中监测管理人员希望得到的是两次监控数据的差异而不是单次变形数据的坐标。两期变形监测的数据，因为会包含共同系统误差而影响到两期的变形监测坐标值，但是归根结底是不会影响监控需要的变形值。
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3GPS技术在城市建筑变形测量中的应用
3.1准动态特征测量
针对城市建筑的变形检测中，在准动态状态下的监测是十分重要的。因此，在进行变形监测过程中，需要利用该城市建筑的形变模型，从而通过多个时间段的数据监控的方式，对城市建筑在准动态情况下进行数据监测，从而可以得出城市建筑的整体形变。举例来说，哈市道里区民生尚都C区总共有32层，并且高度为110米，距离该栋建筑物场地的400米位置有一个三等水平的水准点，因此，在进行变形监测时，作业员可以将这个水准点作为自己监测的监测点，并且在城市建筑物的附近大街上的空地上设定一个水准基点，可以将其命名为A，另外将这个水准基点A作为基础侧面B的高程基准，在设立水准基点A时，这个基点需要具备方便观测并且容易保存的特点，并且这个基点的位置需要在该城市建筑的形变影响范围之外。利用GPS技术在该城市建筑的附近寻找一个观测条件相对较高的观测地作为测量的基准点，同时将其作为变形监测的基准站以及参考站，可以将其命名为C和D。在设立完毕之后，要在该城市建筑的一楼的主要砼柱上设置20个不同的监测点，从而形成一个基础的监测面E，这个监测面的主要作用是为了监测大楼是否发生移动的现象。在完成这部分工作之后，作业员需要在该城市建筑的楼顶扇设置4个不同的GPS监测点，从而形成一个整体的监测面即F，作业员通过对F监测面的运动状态来研究该城市建筑的准动态状态。在利用GPS技术进行监测时，监测人员需要利用静态测量的模式来对城市建筑物进行监测，同时也可以使用双频接收机来使得监测的结果更加精准，在监测时段的设置上可以选择30分钟或者120分钟的范围内，并且作业员需要使用独立的坐标系统来满足城市建筑变形监测的需要。从整体的监测面E上，作业人员需要先计算出各个监测点的坐标值，并且将坐标值带入到城市建筑的形变模型中去，从而可以计算出整体监控面F的坐标值，最终通过计算得出该城市建筑的形变特征。在这个实例分析中，针对城市建筑的变形监测主要是依托于准动态特征，并且作业员通过分析所测量的数据，从而得出城市建筑物的形变的动态特征。
3.2实时动态特征测量
对城市建筑变形进行实时动态测量，例如相对位移以及摆动频率等参数，这些都可为后续施工提供了一定的数据支持，使城市建筑工程得以顺利开展。采取GPS技术对城市动态特征进行测量，可以充分了解因地脉动、风载等两因素造成的城市建筑自振特征。在对城市建筑变形进行测量时，应该选择GPS接收机，通常情况下，第一台放置位置应该为距离基准站250m处，并把它作为参考点；第二台放置位置一般是周边环境较佳、视野较为开阔的地面点，并把它作为基准站；第三台放置位置一般为建筑顶部较为开阔区域，并且四周干扰源应该排除。在完成城市建筑GPS测量后，根据X轴方向坐标变化，绘制曲线变化图，从而计算出城市建筑变形的实时动态变化情况。为了获得相应频谱变化情况，可以采取频谱分析法来了处理、分析所得的三维数据序列，它可以测量出城市建筑的隐蔽变形数据，从而让城市建筑工程质量得到了保证。
结束语
总而言之，GPS技术的应用为城市建筑变形测量提供了精确度较高的数据，并且科技技术正在不断的更新，GPS技术得到进一步发展，让城市建筑变形测量得到了进一步发展，进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献
[1]李庆.GPS技术在城市建筑变形测量中的应用[J].百科论坛电子杂志.2019(01)
[2]张之伟,樊振华.GPS技术在城市建筑变形测量中的应用[J].消费导刊.2018(33)
[3]梁先流.GPS技术在城市建筑变形测量中的应用[J].建筑工程技术与设计.2017(08)
论文作者:张成沛1,江桂花2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：城市论文; 建筑论文; 测量论文; 技术论文; 接收机论文; 数据论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第23期论文;