土地變形監(jiān)測中GPS的應用分析

本質上來講，GPS技術屬于一種全新的空間定位技術手段，其最顯著的特點主要體現在監(jiān)測速度快、精確度以及實效性強等方面，而且有助于全方位對土地變形情況等進行自動化監(jiān)控。

1  GPS技術在變形監(jiān)測監(jiān)控中的應用關鍵點分析

如果利用GPS技術對土地變形情況進行監(jiān)測，則需借助先進的平差軟件技術手段和平臺。從目前的情況來看，學者們正在加緊監(jiān)測軟件系統(tǒng)的研發(fā)，比如TGPPS、相關類型的其他軟件技術和系統(tǒng)等?；谶@些先進軟件技術的輔助應用，對特定的原始信息數據進行處理，可獲得實時觀測網結論?；谏鲜隽鞒烫幚?，再分析平差并獲得整體監(jiān)測結論。現階段土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術應用過程中，應當包含以下關鍵點：

1.1  實時在線監(jiān)測與分析

近年來以無線電傳輸為代表的各種先進技術手段得以廣泛的應用，與之對應的地理信息數據監(jiān)測技術在當前土地監(jiān)測以及建筑行業(yè)中的應用日漸深入。針對部分地區(qū)出現的土地變形、地殼變形以及滑坡和建筑物變形等問題，利用GPS技術手段即可對其進行有效監(jiān)測與控制。在線監(jiān)測的主要目標是為了構建動態(tài)的監(jiān)控體系，其中包含無線傳輸、有線傳輸和數據信息采集等內容。在全方位監(jiān)測過程中，基于無線電傳輸技術的應用可對特定終端進行傳輸。在此過程中，土地變形監(jiān)測涉及到地形規(guī)律，應當密切關注變化趨勢，并且提供全方位的數據參考?？梢暬ぞ叩膽?，可以適用于土地變形監(jiān)測，由于該種技術手段與GIS、GPS等技術手段密切結合在一起，因此可以構建一套智能化的遠程預警和監(jiān)測體系。比如，降雨會導致潛在的山體滑坡、土地變形等災害，針對這些現象應當進行全面觀測，采用多元化的線性回歸技術手段進行實時監(jiān)測。在GPS技術應用過程中，不能忽視降雨量與時間之間的

聯(lián)系，在此基礎上構建精確度較高的土地災害預警防范體系。 

1.2  小波分析

土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術應用過程中，可用來實現小波分析。近年來針對國內大型建筑進行全方位的精確監(jiān)測時，小波分析不可或缺。由于噪聲、外在相關因素的影響，因此傳統(tǒng)模式下的土地變形監(jiān)測結論精確度會受到一定的影響，其中涉及到多波段信息數據，其干擾和影響在所難免。實踐中為了能夠有效改進這一現狀，在變形監(jiān)測過程中可以適用小波分析。對于小波分析而言，其結合了時間以及頻率兩類分辨率，二者又分別適用于頻率高、頻率低的兩種變形監(jiān)測。在全過程變形分析基礎上，針對多樣性的土地變形信息數據就可精確提取，并且將其有效地應用到動態(tài)濾波、分離不同頻率。小波分析有助于噪聲處理以及辨別粗差，對其全面優(yōu)化其精確度具有顯著的作用。

1.3  集成系統(tǒng)

對于GPS技術而言，其在監(jiān)測過程中的應用應當及時進行改進，否則信號覆蓋區(qū)就會相對較窄，而且噪聲干擾也將呈現出多元化特點，垂直監(jiān)測密度相對較低。為改進這一現狀，實踐中應當基于GPS技術所涉及的局限性予以全部消除。比如，3S監(jiān)測技術的應用，有利于構建集成監(jiān)測體系，緊密結合多種監(jiān)測技術手段、措施與方法。近年來學者們正嘗試著利用INSAR、GPS監(jiān)測技術手段結合使用，利用四維形變得出精確度更高的監(jiān)測結論。實踐中若有必要對采空區(qū)狀況進行測定，則可采用3S技術手段進行監(jiān)測。通過組合定位來構建集成系統(tǒng)，提高定位精度。一般而言，其涉及到定位精度因子，在解算過程中可獲得雙差模糊度，并以此來判斷精確度更高的集成系統(tǒng)狀態(tài)。

除以上技術要點外，某些地區(qū)建造了密度較大的建筑群其中涉及到繁茂的叢林與高山峽谷。因獨特地勢條件的限制，叢林以及山谷等對衛(wèi)星信號會產生遮蔽影響，不利于土地變形監(jiān)測可靠性以及精確度。此種情況下，若仍沿用著傳統(tǒng)的土地變形監(jiān)測模式和手段，則與之對應的離散點將會更加的分散，難以實現對變形體的全方位覆蓋。為此，GPS技術的應用應當滿足精確度要求，若涉及到土地監(jiān)測垂直位移，則可能會導致其精確性受到嚴重的影響。

2  GPS技術在土地變形監(jiān)測過程中的應用實踐

土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術應用，以連續(xù)性變形監(jiān)測為主，采用的是固定儀器設備對土地變形物長時間的信息數據采集以及整理，以此來獲取連續(xù)的信息數據，保持變形監(jiān)測的較高時間分辨率。在GPS技術應用過程中的連續(xù)變形監(jiān)測時，主要包括兩種數據處理方法，一是靜態(tài)相對定位，二是動態(tài)相對定位。實踐中可以看到，無論采用哪種信息數據處理方式，在實際土地變形監(jiān)測過程中均可達到變形測量準確性、連續(xù)性以及時效性要求。以某電視塔所在位置的土地變形監(jiān)測為例，對GPS技術的應用分析如下。該電視塔的高度為316米，采用的是超高型鋼筋混凝土施工模式。在檢測應用實踐中，本次土地變形監(jiān)測共設置了四個基準點，為深入測量又增設了一個基準點，如下圖所示。

圖1  土地變形監(jiān)測基準點布設示意圖

在本次土地變形情況下監(jiān)測過程中，由于時間比較緊，而且任務也非常的繁重，因此為了能夠盡可能的獲取基準數據信息，直接利用GPS技術對其進行觀測；在此過程中，采用了三臺WILD200雙頻測量系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)測時間不少于90分鐘，所得監(jiān)測信息數據如下表所示。

表1  基準網觀測點的坐標差及其穩(wěn)定性統(tǒng)計表

監(jiān)測序號                                                限差   穩(wěn)定性

CD1 0.6 2.7 2.8 0.65 0.61 0.88 3.20 +

CD2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 +

CD3 0.7 0.1 0.7 0.62 0.56 0.84 2.50 +

CD4 2.5 1.3 2.8 0.61 0.71 0.98 3.10 +

表1中的Δx、Δy以及Δp分別代表的是X軸、Y軸以及點位平移距離；其中，m 代表的是尺度因子。對該塔監(jiān)測200米高度塔中心線偏移和軸線絕對扭轉量數據分析得到表2數據。

表2  電視臺200米高度中心線偏移監(jiān)測數據表

高度 X坐標 Y坐標 偏差 允許值

基準位置 785.839 671.789 0.05 0.100

200米 786.836 671.785

基于表2數據對該塔土地變形監(jiān)測以及扭轉位移繪圖，如下圖所示，塔中心線垂直偏移量小于6mm，而且軸線扭轉也在5mm以內，符合限差要求。

對于上述監(jiān)測工程而言，采用的GPS技術手段，在變形監(jiān)測過程中所得的測量數據信息，可以看出土地變形監(jiān)測技術的應用具有實時性以及連續(xù)性，而且準確度也非常的高。 

3  結語

總而言之，土地變形監(jiān)測過程中的GPS技術應用，通過動態(tài)以及靜態(tài)兩種相對定位數據處理模式，大大提高了土地變形測量的精確性以及準確度，其應用效果非常的顯著。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://00559.cn/w/qk/21223.html