第5章 GPS在变形监测中的应用
GPS静态定位在槽对坑尾矿坝变形监测中的应用
图 １ 坝 体 监 测 网点 布 设 图
其 中， 第１ 条观测线在坝顶 ， 编号为 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４ 、 ５ 、
１ 项 目概 况
广东省大宝 山矿业有 限公 司槽对坑尾矿库位 于
韶关 市 曲江 区沙 溪镇 凡洞 矿 区北部 约 １ ． ５ ｋ ｍ处 ， 地 理位 置 东经 １ ｌ ３ 。 ４ ｌ ５ ２ ， 北纬 ２ ４ 。 ３ １ ４ ２ 。坝 体为 黏土
３ 静
『 ； 走 用于 陂 ‘ 彤 则 的实验
定 解作 为 基 线 解 ， 实施 赫尔 默特二 维相 似变换 ， 使
基准点 Ｃ Ｏ Ｒ Ｓ站和地测楼分别配有一 台数据采 集器 ， 整个 Ｇ Ｐ Ｓ 网１ ３ 个点共使用 了 １ ３台 Ｇ Ｐ Ｓ接收 机， 时间设 置为 １ ０ ０ ａｉ ｒ ｎ ［ ］ 。
３ ． ３ 数据 处理
且 由于观 测 误差 的传 递 、 积累 ， 必然会 影 响监 测精 度 ，
难以实现对坝体的连续监测 。应用 Ｇ Ｐ Ｓ 定位技术研 究坝体相 当于基准点的整体位移 ， 不仅精度高 ， 而且 不受通视限制 ， 可 以在无人值 守的情况下实现 ２ ４ ｈ 连续监测 ， 确保坝体安全Ｌ 】 ］ 。因此 ， 采用 Ｇ Ｐ Ｓ自动化 变形监测系统具有重要意义 。
用基 于 Ｇ Ｐ Ｓ 多天线技术 的尾矿坝形变监测技术 ， 有效地保证了工程测量精度 ， 提高 了工作 效率 ， 为坝体 的安全 措施决策提供 了科
GPS在变形监测中的应用分析
GPS在变形监测中的应用分析摘要：本文主要讨论了gps在变形监测中的技术，基本理论，及数据处理方法，同时结合一些具体应用事例，分析gps技术的实用性。
关键字：变形监测：gps：数据处理一、绪论变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。
变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。
所谓变形监测，就是利用测量仪器及其他专用仪器和方法对变形体进行监视、观测的工作。
变形监测又称变形测量或变形观测，其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。
变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段，是工程测量学的重要内容。
变形监测的对象是多种多样的，从地表到各种工程的建(构)筑物，一切关系到人们生活、生产的实物对象都有可能成为变形测量的对象。
引起变形体变形的原因很多，主要可分为外部原因和内部原因两方面。
如:外部原因有使用中的动荷载、振动或风力的影响、地下水位的升降等;内部原因有设计不够合理、施工质量差、施工方法不当等。
正确分析(可能)引起变形体变形的原因，对变形监测方案的设计、实施，变形监测后期数据的处理及分析预报是非常重要的。
二、变形检测技术概述变形监测技术包括常规大地测量技术、特殊变形测量技术、摄影测量技术和gps技术。
在20世纪80年代以前,变形监测主要是采用常规大地测量和某些特殊测量技术。
常规大地测量,是采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值,其优点是:①能够提供变形体整体的变形状态;②适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境;③可以提供绝对变形信息。
但外业工作量大,布点受地形条件影响,不易实现自动化监测。
特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量,它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点,但通常只能提供局部的和相对的变形信息。
GPS技术在大跨度桥梁变形监测中的应用
１ Ｇ Ｓ的定 位 原 理 Ｐ
测 量 学 中有 测距 交 会 定 位 的 方法 ， 与其 相 似 ， 线 电 导航 定 位 、 无 卫 星激 光 测距 定 位 系统 ， 其定 位 原 理也 是 利 用 测距 交会 的原 理 确定 点位 的 。 Ｇ Ｓ卫 星 发射 测 距 信 号 和导 航 电文 ， 航 电 文 中含 有 卫 星 的位 Ｐ 导 置 信 息 。如 下 图 ： 户 Ｇ Ｓ 收 机 在某 一 时 刻 同时 接 收三 颗 以上 的 用 Ｐ接 Ｇ Ｓ 星信号 ， Ｐ卫 测量 出测站点 （ 接收机天线 中心 ） Ｐ至以上三颗 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星的距离并解算出该时刻 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星的空间坐标 ， 据此利用距离交 会法解算 出测站 Ｐ的位置 。 ２桥 梁 变形 监 测 意 义 桥梁 变 形监 测 是 对 桥 梁 整体 性 能 的监 测 ，是用 工程 测 量 原 理 、 技术和方法 以及特种精密工程测量技术 ， 对大桥 主梁各控制 断面及 索塔轴线 的位移变形进行定期或实时监测 ， 编绘相应的位移变形 并 影 响线 和影 响 面 ， 测 各控 制 部 位 位移 变形 状 态 。 以监 通过 观 测 数 据 ， 对桥梁变形的显著性进行分析 ，从而为总体评估大桥 的承载能力 、 营运状态和耐久能力 ， 以及特殊气候 、 交通条件下或桥 梁运营情况 严重异常时发出预警信号 ， 为桥梁的维修 、 养护与管理决策提供依 据 和指 导 。 方 面 ， 着设 计 水 平 和 施 工 技 术 的发 展 ， 种 桥 梁 的施 工 正 随 各 朝着 超 大 化 的方 向发展 ， 施工 过 程 中的 变形 监 测 就 成 为必 然 。另 一 方 面， 桥梁 的运营维护也是 国家基础建设的重要部分 。 多年来 ， 桥梁 结 构 的安全 状 况 一 直是 政 府 有关 部 门 和公 众 特别 关 心 的 问题 。 虽然 合理保守的设计是结构安全的根本保证 ， 但是限于当前对大型复杂 结构 的认识程度 ， 台风 、 地震 、 车载 和温度变化 ， 以及许 多不定 时或 不可确定的因素诸如超期服役 、 飓风 、 腐蚀 、 疲劳 、 甚至突发性地震 ， 车 、 的冲击 、 和爆炸等危 害性事件 ， 船 碰撞 人们并不都能有效地控制 或预测。
GPS测量及其变形监测分析
GPS测量及其变形监测分析摘要：GPS定位技术为变形监测提供一种新的手段,由于GPS具有自动化程度高、速度快、同时测定点等监测优势,被广泛应用于各种精密工程,通常GPS技术应用采用定期复测与长期连续监测模式,用户设备只需要接收卫星信号,就可以获取精准的定位信息和导航数据。
本文以下主要通过GPS定位技术的探讨,提出了在变形监测中的应用参考。
关键词：GPS技术；变形监测；技术引言目前，在许多领域，如经济建设和科学技术等，GPS精密定位技术已经广泛应用。
它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力学、海洋大地测量、地球物理探测、资源勘探、航空与卫星遥感、工程变形监测、运动目标的测速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分显示了卫星定位技术的高精度与高效益。
随着社会和生产的飞速发展，各种大型的工程建筑物越来越多，所以其变形监测的工作也变得越来越重要。
但是若用传统的测量方法不仅工作量大，而且其精度也很难达到，而GPS定位技术此时在变形监测中以其显示出传统监测技术所无法取代的重要作用。
1GPS基本技术原理从本质来讲，GPS指的是借助空间定位的手段与措施来实现全方位的监测定位。
与传统技术相比，GPS技术突显了自动化、高精度以及全天候的独特优势，因此尤其适合变形监测。
具体而言，GPS技术涉及到如下的基本技术原理：在某些情况下，变形体具有相对缓慢的变形速度，与之相应的变化幅度以及时空范围也是相对微小的。
针对此种类型的变形体，一般来讲就能借助GPS手段来实现监控。
GPS设置了特定的监测频率以及监测周期，因此尤其适合监控活跃的地震区、大坝变形或者滑坡变形。
在选择了特定的测点之后，针对其中涉及到的相对位置都应当予以实时性的观测。
具体在开展监测时，应当借助静态的GPS监测手段，针对特定的观测点应当布置接收机，然后予以同步性的观测。
经过上述处理之后，运用基线解算的方式来实现相应的软件处理，进而求出三维的观测点平差坐标。
如果有必要实现不定期的观测点重复监测，那么也可以借助平差坐标来实现求解。
桥梁变形监测中GPS技术的深入使用
点的三位 坐标及精度 高等优点 ， 因而获得 了广泛应用。 本文在介绍桥 梁变形监测技术的基础上 ， 详细介绍 了 Ｇ Ｐ Ｓ在桥 梁结 构动 态监测 中的应用 ， 包括 ＧＰ Ｓ实时动态测量 系统和 Ｇ Ｐ Ｓ桥梁监测 系统 ， 最后 ， 对Ｇ Ｐ Ｓ在变形监测 中的应 用特 点进行 了
总结 ， 对 其发 展 趋 势 进 行 了展 望 。 关键词 ： 桥 梁； 变形 监 测 ； ＧＰ Ｓ 中图 分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ６ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ５ — ０ １ ５ ６ — ０ ２
程， 尤 其 是 桥 梁 的变 形 监 测 领 域 发挥 着 日益 重 要 的 作 用 ， 并 且 经 个 卫 星 导航 定位 系统 ） 构成 ， 提 供 系 统 自主 导 航 定 位 服 务 所 必必
过多年的发展 ， Ｇ Ｐ Ｓ监测技术 已经取得 了突破性的进展 ，如何将 需 的无 线 电 导航 定 位 信 号 。 其 中， Ｇ Ｐ Ｓ卫星 星 座 由 ２ ｌ 颗卫星和 ３ Ｇ Ｐ Ｓ更好 的应用在桥 梁检测 中， 已经成 为相关部 门值得探索 的事 颗 备 用 卫 星 组 成 ： 地 面 部 分 由全 球 分 布 的 ５ 个地面站 组成 ， 由 监
Ｐ Ｓ差 分 定位 示 意 图 。 术 ，对 大桥主梁各控制 断面及 索塔轴线的位移变形进行 定期 或 Ｇ
实时监 测， 桥梁工程变形监测 的主要 内容 包括 ： 桥梁墩 台沉 陷观
测、 主 梁 横 向水 平 位 移 观 测 、 桥 面 线 形 与 挠 度 观 测 以及 高塔 柱 摆 动 观 测 等 等 。 为 了 完 成 桥 梁 变 形 观 测 的任 务 ， 需要 根据 桥 梁 类
《变形监测与数据处理》考试复习参考
参考书目：《工程测量》（李青岳、陈永奇）《变形监测数据处理》（武大出版社）1 变形监测的概念，目的，意义？概念：就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。
目的：首要目的是掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息，其次获得变形体变形的空间状态和时间特性（几何分析），同时还要解释变形的原因（物理解释）。
意义：实用上的意义：主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时的发现问题并采取措施。
科学上的意义：更好的理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。
2 变形体：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体,包括自然和人工的构筑物。
(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)3 引起变形的因素？(可总结为3个方面,自然因素工程自身与工程有关的勘测、设计、施工、运营等)（1）人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡，造成地面变形。
（2）人口密集的地方大量抽去地下水，造成地面沉陷。
（3）地下采矿引起矿体上方岩层移动。
（4）地壳中的应力长期的积累,引起地壳位移甚至地震 （5）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。
4 变形体的范畴：全球性变形研究（空间大地测量）、区域性变形研究（GPS、INSAR）、工程和局部性变形研究（地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术）。
5.变形监测的内容及其分类分类：（1）按研究范围分类：全球性的、区域性的、局部性的（2）按时间特性分类：运动式（变形总趋势朝一个方向）、动态式（观测主要得到振动的幅值，周期等信息） 静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.内容：应根据建筑物的性质和地基情况来定。
（1）工业和民用建筑：对于基础而言：内容是均匀沉陷和不均匀沉陷；对建筑物本身而言：是倾斜和裂缝观测； 对工业企业等各种设备而言：是水平位移和竖直位移； 对高层和高耸建筑物：还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转； （2）水工建筑物：水平位移、垂直位移、渗透（浸润线）以及裂缝观测（3）钢筋混泥土建筑物：外部观测：水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测 内部观测（4）地表沉降：定期进行观测，掌握其沉降与回升的规律。
GPS技术在某水库大坝变形监测中的应用
增加多余观测条件 ，可有效地减少相对边长 比
例误 差 的影 响 ，最 大 限度 地 提 高 了测量 精度 ，
已经确定 ，标点类型为强制对 中观测墩 。
２ 大坝水 平位移监测网的设计
２ １ 大坝变形监测设计和布置 ．
变形点解算精度成果相对工作基点的中误差能
・
３ ・ ２
新疆水利 Ｘ Ｊ Ｎ Ｗ Ｔ Ｒ ＥＯ Ｒ Ｅ １ Ｉ Ｇ Ａ Ｅ Ｒ ＳＵ Ｃ Ｓ ＮＡ
２ １ 年 第 ５期 ０１
Ｇ Ｓ技 术 在 某 夕 库 大 坝 变 形 监 测 中 的 应 用 Ｐ 卜
倪 志 华 ， 王 庆 勇
（ 新疆 额 尔 齐斯 河 流 域 开 发 工程 建 设 管理 局 。乌 鲁 木 齐 ８０ ０ ） ３ ０ ０
２２ Ｇ Ｓ监 测ｌ ． Ｐ 网的设 计
为实现测绘资料的延续性和一致性 ， 须建
立起始于水库施工设计阶段建立的 Ｃ级 Ｇ Ｓ控 Ｐ
移观测标点；东、西副坝每隔 ３０ ０ｍ设 １ 个观测 立与施 工控 制 网一 致 的坐标 系统。该系统 的建
制点， 通过 ＧＳ联测将 坐标方位传递至水平位 Ｐ
院 （ Ｉ）的 Ｇ ＭＴＧ Ｏ Ｋ１．６ ＭＴ Ａ Ｉ Ｌ Ｂ ０ 科学软件解算 ／ ０ 平差。先 以 单 天 为 单 位 （４ ２ｈ为 一 个 单 日时 段） ，选 择参 考框 架 为 ＩＲ ２０ 架 ，星 历 采 Ｔ Ｆ００框 用 ＩＳ Ｇ 精密星 历 （Ｐ 格式 ） Ｓ３ ，后通过 Ｉｔｎｔ ｎ ｒ 从 ｅｅ 有关 的 ＩＳ Ｇ 数据 中获取 １ 个 ＩＳ Ｏ Ｇ 站观 测数据 及 Ｇ Ｓ 据 处 理所 必 须 的 资 料 （ 括 精密 星 历 、 Ｐ数 包 全球 Ｈ文件 解 、最新 的各种 历 表 ） 。建立 Ｌ — ｃ
GPS技术在水库大坝变形监测中的应用
GPS技术在水库大坝变形监测中的应用摘要：应用GPS监测技术进行水库大坝变形观测是现阶段的必然趋势，GPS-RTK已逐渐应用于水利水电工程变形监测领域，提高了大坝监测技术的自动化程度和高边坡测量精度。
本文论述了GPS在大坝变形监测中的实践，介绍了GPS在短时间观测中的方法和应用手段，以便及时监测库区大坝变形。
关键词：GPS技术；大坝；变形监测；应用1 引言GPS变形监测应用到坝体的变形监测中，对坝体进行变形监测是大型水利工程重要一部分，因此，工作人员应该加强对变形监测的重视，根据水利工程实际情况进行有效测量，确定测量的准确性，从而确保工程质量。
由于GPS自身具有明显的优势，精度高、全天候测量等优点是传统测量方法所无法比拟的，因此，工作人员要改变传统的测量方法，加强对GPS变形监测的重视，提高工作人员工作效率。
应用GPS进行变形监测，不但能够获取大量的变形监测数据，还能对变形进行有效分析，全面了解变形监测系统的信息，能够为大坝变形监测工作提供参考依据，从而确保作业顺利进行。
2 GPS技术在水利工程变形监测中的技术应用现状水利工程的变形监测一般具有实时性、事前性以及可靠性三个属性。
监测的主要内容包括监测和确定大坝变形体的精度指标，监测技术和方法的确定和实施，处理和分析监测数据以及对大坝的安全状况进行诊断和预警。
在进行监测的时候，如何按照变形体确认允许变形值是目前监测的关键，在对监测点周围进行监测，获得真实的变形值，变形值是评价变形体安全性的关键依据，也是确定监测方法的重要指标。
在对大坝进行变形监测的时，设计图纸、地质情况以及施工的具体情况都会影响变形值。
传统的变形值要求精度一般控制在1/10到1/20之间，在实际的监测过程中可以有一定的误差，并在要求的范围内进行消除误差。
目前，基于GPS技术的变形预测数学模型包括灰色系统模型，小波模型，神经网络模型和时间序列模型。
这些模型具有很多优点，但水利水电工程项目运行会受到很多因素的影响，还有不确定性，需要全面分析预测过程以确定选择哪个数学模型。
GPS在变形监测中的应用
限 制 ，不 论 起 雾 刮 风 还 是 雨 雪 天 气 ，均 可 正 常 监 测 ，配 备 防雷 电设施 后 ，Ｇ Ｓ变形 监 测 系统 便 可实 Ｐ
现长 期 的全天 候 观测 。
经过 近 十年 的迅 速发 展 ．Ｇ Ｓ观测 边 长 相对 精 Ｐ
度 已经 能够 达 到 １－ 比传 统 大地 测 量 精度 提 高 了 ０９ ，
刘学江 ， 邹贵武
（ 中国神华神 东地测公 司，陕西 摘 神木 ７９１ １３ ６） 要： 综述 了 Ｇ Ｓ技术在 变形监测 中应 用的现状 、特 点和作业方式 ，介 绍 了 Ｇ Ｓ变形监 测的 自动 Ｐ Ｐ
化 系统 以及一机 多天线监测 系统 ．对 Ｇ Ｓ 变形监测 中的广泛应 用具有重要意义。 Ｐ在
是 采用 不 同方 法 分别 进 行监 测 ，这样 不 仅监 测 的周
期 长 、工 作量 大 ，而且 监测 的时 间 和点 位 也很 难 保 持 一致 ，为 变形 分 析增 加 了难 度 。采用 Ｇ Ｓ可 同时 Ｐ
精确测定监测点 的三维位移信息。
３ ）可 以全 天 候 监 测 。Ｇ Ｓ测 量 不 受 气 候 条 件 Ｐ
全 方位 活动 性 ，是监 测 滑坡 变形 、掌握 滑 坡发 育规
收 机 的 自动 化 程 度 已越 来越 高 ，且 体 积 越 来 越 小 ， 重 量越 来 越轻 ，便 于 安置 和 操 作 。 同时 ，Ｇ Ｓ接 收 Ｐ 机 为用 户 准备 了必要 的接 １ ３．用 户可 以较 为方 便地 利 用各 监 测点 ，建 成 无 人值 守 的 自动监 测 系统 ．实 现从 数 据采 集 、传 输 、处 理 、分析 、报警 到 入 库 的
维普资讯
应 用 技
太原科技 ２ ０ ０ ８年第 ８期 碱 ０ 国 § ０＿ ＠ 咖 ＠一ｒ 嗍 １ 匡
基于GPS技术的建筑物变形监测应用研究
基于GPS技术的建筑物变形监测应用研究【摘要】gps技术在建筑物变形监测方面具有全自动化、实时监测的优点，本文介绍了gps在建筑物变形监测中的应用，分析了gps用于变形监测的模式、方法和gps测量的误差来源。
最后指出了gps技术在实时变形监测方面的应用前景。
【关键词】gps；建筑物；变形监测1.引言作为现代化城市建设的标志，高层建筑和高耸构筑物（如超高层大楼、大跨度桥梁、大型水坝等）不仅越来越多，而且造型日趋复杂。
为保证安全，我们必须时刻监测这些建筑并分析、掌握这些变形信息，以此来评估这些大型建筑的健康和运营状况。
gps定位技术是一种新的测量技术，已逐渐在越来越多的领域取代了常规测量仪器。
随着gps接收机技术和软件处理技术尤其是gps卫星信号解算精度的提高，可以实现实时、高动态、高精度的位移测量，为建筑物实时安全性监测提供了条件。
由于gps测量具有高精度的三维定位能力，在变形监测方面，与传统方法相比较，应用gps不仅具有精度高、速度快、操作简便等优点，而且利用gps技术、计算机技术、数据通讯技术及数据处理与分析技术进行集成，可实现全自动化、实时监测的目的。
2.gps应用于变形监测的技术优势（1）测站间无需保持通视。
由于gps定位时测站间无需保持通视，从而可使变形监测网的布设更为自由、方便，并可省去不少中间传递过渡点，节省大量费用。
（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，水平位移和垂直位移是分别测定的，这不仅增加了工作量，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。
（3）全天候观测。
gps测量不受气候条件的限制，在风雪雨雾中仍能进行正常观测。
配备防雷电设施后变形监测系统就能实现全天候观测。
这一点对于防汛抗洪、滑坡、泥石流等地质灾害监测等应用领域来讲显得特别重要。
（4）易于实现监测的自动化。
由于gps接收机的数据采集工作是自动进行的，而且又为用户预留了必要的接口，故用户可以较为方便地把gps变形监测系统建成无人值守的自动监测系统，实现从数据采集、传输、处理、分析、报警到入库的全自动化。
GPS定位技术在变形监测中的应用
GPS定位技术在变形监测中的应用GPS定位技术是一种利用卫星、地球物理学和大地测量学等学科交叉的技术，通过对地球的电离层、尘埃、岩石固态构造及活动、气体等多种因素进行测量，以获取在地球表面上的精确位置、速度、时间等信息。
由于精度高、成本低、实时性强等优点，GPS定位技术在变形监测领域发挥着越来越重要的作用。
GPS在变形监测中的应用主要涉及三个方面：首先，GPS可以用于实时动态变形监测；其次，GPS可以用于静态形变监测；第三，GPS还可以用于地震监测。
在实时动态变形监测方面，GPS技术主要被用于监测建筑和结构物的位移和变形。
当建筑物或结构物发生位移或变形时，GPS可以通过对其位置和速度进行精确监测来提供实时的变形信息。
在这个过程中，GPS的精度可以达到毫米级别，可以满足对变形精度的要求。
通过GPS监测数据的实时采集和处理，可以快速判断建筑物或结构物是否发生变形或位移，并及时采取措施以防止事故的发生。
另外，在静态形变监测方面，GPS技术则主要被用于监测地质构造的变形。
当地质构造发生变形时，GPS可以通过对地表位置的不断监测，来提供其变形情况的历史数据，为分析地质构造的演化规律提供了有效的数据。
通过对GPS监测数据的分析，可以得到地质构造的形变速度、方向、规模等关键参数，为预测地质灾害和地形变化等提供了重要的参考信息。
最后，GPS技术还可以被用于地震监测。
当地震发生时，GPS可以通过对地表位移的监测来提供震源位置、震级和地震波传播速度等重要信息，为地震灾害的应对提供了重要的数据。
总之，GPS定位技术在变形监测领域具有广泛的应用价值。
其高精度、实时性和成本效益等优点，为变形监测提供了重要的技术手段和数据支撑，为建筑物和结构物的安全保障，地质构造的演化规律分析和地震灾害的应对提供了重要的保障和支持。
关于GPS工程技术中的变形监测探讨
态相对定位的方式获得基线向量 ， 然后采用网平差 ， 并对观测质量进行分 析和控制， 以获得监测点的坐标： 最后 ， 根据监测点的两期坐标差采用统计 检验 的方法来确定该坐标量是否为变形量 。在一个变形监测工程 中， 我们 首先要根据所要监测的建筑物或构筑物 的自然条件及其变化， 建筑物本身 的原因， 以及勘测、 设计、 施工和运营等各方面的原因， 来确定它 的监测模 式， 分析建筑物发生变形的主要原因， 预测该建筑物的变形规律， 以便设计 最好 的监测方法 。例如在矿区的地表变形监测与城市地面沉 降变形监测 中， 以地表的沉降观测 为主： 在大坝变形监测与滑坡监测 中， 需要在重 点和 敏感地 区布设永久观测点进行连续 的 Ｇ Ｓ Ｐ 观测 ；大桥在荷载作用下 的快 速变形需要的采样密度高， 并且要计算每个历元 的位置等 。
１ Ｐ Ｇ Ｓ变 形监 测概述
变形监测是指监测工程建筑物或构筑物 的地基沉 降、 位移 以及整 体 的倾斜等变形状况 ， 关键在 于捕 捉变形敏感部位和各观测周期间的变 其 形观 测点的变形信 息。当变形在 一定的限度 之内， 可以认为是正常的情 况； 果超过 了规定 的限度 ， 如 就会 影响建筑物 的正常使用， 严重时会危及 建筑物 的安全 ， 给人们 带来 灾难性 的危害。变形观测的精度要求取决于 该工程建筑物预计 的允许变形值 的大 小和进 行观测 的 目的， 常精度 要 通 求在亚毫米级至毫米级 。 常规 的监测技术是应用水准测量的方法进行沉 降监测； 应用三 角测量 （ 或角度 交会） 的方法监测地基的位移和整体的倾 斜 主要 是采用经 纬仪 、 水准 仪、 测距仪、 全站仪等常规测量仪器测定点 的变形值 ， 其优 点是Ⅲ 能够提供 变形体整体 的变形状 态： ： 适用于 不同的 监测精度要求 、 不同形式 的变形 体和不 同的监测环境 ； 以提供 绝对 变 可 形信息。缺 点是 ： 观测时间长、 外业工作量大 ， 点受地形条件 Ｇ Ｓ 布 Ｐ 技术 在变形监测中的应用影响， 不易实现 自动化监测 。在有些地方 由于受到 地形和外界条件 等限制， 其工作效率和精度往往受到很大的影响 。利用 ＧＳ Ｐ 技术 ， 可实现数据采集、 数据 处理 以及变形分析的 自动化 。 Ｇ Ｓ不 论是单点定位 的坐标还是相对 定位 中解算 的基线 向量都属 Ｐ 于 ＷＧ 一 ４大地坐标系 ，因为 ＧＰ Ｓ８ Ｓ卫星星 历是根据 ＷＧ 一 ４坐标系建 Ｓ８ 立的。在变形监测中我们关 心的是变形监测点的三维坐标 的变化量∞ 只 ， 要求监测 点的相对位移量 ，对 监测 点的绝对位置 坐标并没有 过高的要 求 ， 以在 Ｇ Ｓ水准测量后得到的测点大地高不需要进行坐标系的转换 所 Ｐ （ 以获得 足够精确 的高程 异常值， 难 将大地 高转 换成正常高） 直接用大 ， 地高进行 比较就可以得到监测点的位移量， 从而减小 了坐标系转换带来 的误差和计算工作。
关于GPS在变形监测中应用和展望
关于GPS在变形监测中的应用和展望摘要：gps在测绘测量中应用日益广泛，也带来了深刻的影响。
近几年来，gps技术也广泛应用与变形监测中，发挥了重要的作用，但是也存在很多不足之处。
本文简单介绍了变形监测的意义以及常用的监测技术，重点探讨了gps用于变形监测中存在的问题和不足，最后对其发展做了简要的展望。
关键词：gps；变形监测；技术；展望所谓变形是指物体在外来因素的作用下而产生的性状和尺寸的改变。
与变形相联系的现象不计其数，比如地震、滑坡以及桥梁坍塌等，这些都是由于物体在受力情况下而产生变形，最终导致破坏。
由于变形带来极大的危害，因而关于变形的监测也越来越受到人们的广泛关注。
同时，随着科学技术手段的日新月异发展，工程机械化已经成为了现实，这些机械化的工程操作不仅加快了工程项目建设的速度，同时也从一个程度上导致了灾害发生的可能性。
人类频繁的探索和建设活动，导致了地质灾害的大量发生。
这些灾害给人们生活和经济建设带来了极大的危害。
研究人员认为，通过监测物体的变形，进而能够提出预报和预警，可以有效的降低灾害危害。
变形监测因此进入了人们的视线。
本文就变形监测的应用技术和展望进行简单探讨。
变形监测技术的意义及概述所谓变形监测技术是指利用测量的方法与专用仪器对变形体的变形现象进行监视观测的测量工作，主要是确定在各种载荷和外力的作用下，掌握变形体的空间状态和时间特征。
变形监测技术具有积极的意义：1、通过变形监测，确保物体的安全性。
变形监测分析，通过对变形体的性状等及时、适时的监测，能够掌握其构造的稳定性，为安全判断提供了必要的信息，可以及时的分析原因，发现问题，预测问题，解决问题；2、通过变形监测，可以有效进行灾害防治。
通过对变形监测数据进行分析，可以预测灾害的发生，能够起到提前防范的作用，达到安全目的；3、通过变形监测，对工程设计进行验证。
变形监测的另一个作用就是通过变形监测数据的分析，获得变形机理，可以用以验证有关工程设计的理论正确与否。
工程变形监测中GPS技术的应用探讨
中 的应 用 。
关键 词 ： Ｐ 变形监测 应 用 ＧＳ 中图 分 类 号 ： ２ ８ Ｐ ５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ： ７ －３ ９ （ ０ ） ｌｂ－０ ４ ０ １ ２ ７ １２ １ ０ （ ） ０ － １ ６ ２ ７
２ ３全 天候观 测 ． 点 的 水 平位 置和 高程 ， 行 分 析 对 比 ， 出 进 得 Ｇ ＳＵ Ｐ ￣ 量不 受 气 候 条件 的 限 制 ， 风雪 地 面 点 位 的 水 平 位 移 与沉 降数 据 ， 行 变 在 进 配备 防 雷 电 设 形 分 析与 预测 。 用Ｇ Ｓ 量技 术 对 上述 沉 使 Ｐ 测 率 的 要 求 也 越 来 越 高 。 果 仍 然 使 用 传 统 雨 雾 中 仍 能 进 行 正 常 观 测 。 如 测量方法 ， 不仅 工 作 量 大 ， 且 定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位 精 度也 施 后 变 形 监 测 系统 就 能 实 现 全 天候 观 测 。 而 降现 象进 行监 测 是 经济 而 有效 的 。 Ｓｆ 量 ＧＰ ｌ ０ 很 难 达到 要 求 。 Ｓ全球 定位 系统 作 为一种 这 一 点 对 于 防汛 抗 洪 、 坡 、 石流 等 地 质 不 要 求 相 互 通 视 ， 速 度快 ， 业 灵活 ， ＧＰ 滑 泥 且 作 显 全 新 的 现 代 空 间 定位 技 术 ， 渐 取 代 了常 灾 害监 测 等 应 用 领 域 来 讲 显 得 特 别 重 要 。 著 地 提 高 作 业 效率 。 测 地 面 的 垂 直位 移 ， 逐 监
近 年 来 ， 着 科 学 技 术 的 发 展 和 人 民 随 生 活 水平 的提 高 ， 们 对生 产 安 全 、 产效 人 生 规 的 光 学 和 电 子 测 量仪 器 。 以全 天 候 、 它 全 ２． 易于 实现 全 系统的 自动 化 ４ 球性 、 精度、 速度、 高 高 实时 三 维 定 位 、 差 误 由于ＧＰｓ接收 机 的 数 据 采 集 工 作 是 自 而 不 随 定 位 时 间 而 积 累 等 优 点 博得 了人 们 的 动 进 行 的 ， 且 又 为 用 户 预 留 了 必要 的 接
毕业设计：GPS在山体变形监测中的应用
GPS在山体变形监测中的应用姓名：学号：指导教师：教师职称：专业：系部：201 年月目录目录 (2)第1章概述 (5)1.1测区概述 (5)1.2任务 (5)1.3主要技术指标和成果规格 (5)第2章准备工作 (8)2.1现场探查 (8)2.2方案设计 (8)2.3 造点埋石 (9)2.4仪器的选用 (10)2.5研究目的和意义 (10)第3章数据观测 (11)3.1变形监测的特点 (11)3.2水平位移监测 (12)1. 大地测量法 (12)2. 基准线法 (14)操作简便 (16)3.3高程位移监测 (16)(一) 精密水准测量 (16)1. 水准基点 (17)2. 工作基点 (17)3. 监测点 (17)4. 监测仪器 (17)5. 监测方法与技术要求 (18)6. 监测点的精度要求（mm） (18)(二) 精密三角高程测量 (19)1. 各方法及其精度 (19)2. 提高三角高程测量精度的措施： (20)(三) 液体静力水准测量 (20)1. 基本原理 (20)2. 仪器结构 (21)3. 液面高度测定方法 (21)4. 误差分析 (21)5. 液体静力水准观测技术要求（mm） (22)3.4静态观测及注意事项 (22)第4章 GPS系统 (24)4.1.1 GPS的系统组成 (24)4.1.2 GPS定位基本原理 (25)4.1.3 GPS定位的误差源 (26)4.1.6GPS技术设计的内容 (29)4.1.7 GPS测量中常用的坐标系统 (30)4.1.8 GPS定位方法 (31)第5章参考文献 (33)摘要变形在一定范围内被认为是允许的，但如果变形超过允许值，则可能引发灾害。
因此，科学、准确、及时地分析和预报自然物及工程建筑物的变形状况，具有十分重要的意义。
本文详细探讨了变形监测网中山体检测的应用，研究了GPS周期性重复监测网数据处理的一般模型，重点研究GPS基线向量网中粗差处理的理论和方法。
GPS测量在工程变形监测中应用
浅谈GPS测量在工程变形监测中的应用摘要：与传统的变形监测方法相比，gps的应用在连续性、实时性和自动化程度等方面优势明显。
本文分析了gps在滑坡监测、大坝的变形监测、陆地建筑物的变形和沉陷监测、海上建筑物的沉陷监测、资源开采区的地面沉降监测等领域的应用。
关键词：gps；rtk；变形监测；精度引言工程形变的种类很多，主要有滑坡、大坝的变形、陆地建筑物的变形和沉陷、海上建筑物的沉陷、资源开采区的地面沉降等等。
工程变形监测是以毫米乃至亚毫米级精度为目的的工程测量工作，随gps系统的不断完善，软件性能的不断改进，gps已可用于精密工程变形监测。
本文就几个主要的应用方面浅述。
1、gps用于滑坡变形监测区域断裂运动是影响边坡变形、破坏的重要因素，利用gps这一先进的空间测量技术研究区域构造运动，解决了常规观测中需要多种方法观测的问题，观测结果能充分反应滑坡的全方位活动性，对监测滑坡变形、掌握滑坡发育的规律切实可行。
在监测项目中布设监测基准点，设立在变形区以外的稳定地带。
用这些基准点监测滑动区的滑动点与抗滑点，在抗滑监测点周围已埋设抗滑桩。
建立gps监测网，在wgs-84坐标系内进行无约束三维平差，在本单位实际工程中应用结果表明，δx矢量中误差为2~4 mm；δy 矢量中误差为4~5 mm；δz矢量中误差为4~5 mm，已满足滑坡监测要求。
2、gps用于大型结构位移实时监测目前，监测结构位移的仪器主要有：经纬仪、位移传感器、加速度传感器和激光仪等，利用这些常规仪器监测结构位移存在诸多缺陷，最主要的是各种传统方法都难以监测结构位移的实时变化。
实时监测大桥的连续位移，评价其力学特性和在设计荷载作用下的工作性能，检验结构承载力十分必要。
为了监测到台风、地震、车载及温度变化对桥梁位移产生的影响，了解掌握大桥的安全特性，采用gps-rtk实时动态测量技术，通过gps-rtk接收机测量悬索桥关键点的三维位移。
该技术具有受外界影响小、自动化程度高、速度快、精度较高等优点，可以全天候24 h测量到大桥各测点的三维位移变化情况，通过计算机处理、分析、积累有关数据，进一步找出大桥三维位移的特性规律，为大桥的安全营运、维修养护提供重要参数和指导作用。
GPS技术在水利水电工程变形监测中的应用研究
GPS技术在水利水电工程变形监测中的应用研究作者：柯昌元来源：《城市建设理论研究》2013年第12期摘要：GPS全球定位系统以其精度高、速度快、全天候等优点，成为当今较先进的测量与监测仪器。
本文简要地介绍了GPS定位原理，论述水利水电大坝变形监测中，以GPS基准网进行整体控制，快速提供大坝及建筑物安全状况评价的方法。
关键词：GPS；工作原理；变形监测中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1引言随着我国经济的飞速发展，大型的水利水电工程（如大坝）基础工程也在不断建设，这些工程在防洪、发电、灌溉、供水和航运等方面发挥了巨大社会效益和经济效益，是我国国民经济的重要基础设施。
而水利水电工程规模大、投资多，造价高，少则几亿、几十亿，多则几百亿，甚至上干亿。
因此工程质量的好坏和能否安全运行，不仅会影响工程效益的充分发挥，还将直接关系到下游或两岸人民的生命财产安全。
国内外大量工程实践表明，对水利水电工程进行全面的监测与监控，是保证工程安全运行的重要措施之一。
同时将监测和监控资料及时反馈给施工、设计和运营管理部门，又可为提高水利水电工程的设计及运行管理水平提供可靠的科学依据。
而GPS作为现代测量技术的代表，因具有精度高、不受气候条件及通视条件限制、高度自动化等优点，近年在水电工程变形监测领域发挥作用。
2 GPS工作原理GPS系统是美国研发的卫星全球定位的系统，包含多种定位信息，作为定位的观测量，主要有两种：即测距码伪距单点定位和载波相位观测量。
2.1测距码伪距单点定位测距码伪距单点定位，是采用测量码相位观测值的方法测定测站点到至少4颗卫星的距离以确定测站点位置的方法。
码相位伪距测量是GPS接收机通过测量卫星发射信号与接收机接收到此信号之间的时间差△t，求得卫星接收机间得距离P1。
P1=△t·C，其中C为光速。
由于卫星钟的误差、接收机的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟等，实际测出的距离P1与卫星到接收机真实距离P有误差。
测绘技术在变形监测中的使用技巧
测绘技术在变形监测中的使用技巧随着城市建设和工程项目的不断发展，地表和建筑物的变形监测变得越来越重要。
测绘技术在变形监测中起到了关键作用，可以帮助我们实时了解和掌握地表和结构的变形情况，从而采取相应的措施进行修复和管理。
本文将介绍一些测绘技术在变形监测中的使用技巧。
一、全站仪测量技术全站仪是一种常用的测绘仪器，它可以同时测量水平角、垂直角和斜距，具有高精度和高效率的特点。
全站仪可以通过在不同的时间和位置进行测量，得到不同时间段内地表或建筑物的形状和位置信息，从而判断是否存在变形。
在进行全站仪测量时，需要注意以下几点技巧：1.选择合适的测量点位：要选择不同位置、高度和方向的点位进行测量，以保证得到全面的数据。
2.增加测量次数：进行多次测量，尽量覆盖不同时间段，可以更准确地了解变形的趋势和幅度。
3.保证测量精度：全站仪的精度对于变形监测非常重要。
在测量时，应注意排除误差，采用适当的校正方法提高测量精度。
二、GPS技术在变形监测中的应用全球定位系统（GPS）是一种基于卫星定位的技术，可以用于对地表和建筑物进行定位和测量。
在变形监测中，GPS技术具有以下优势：1.全球覆盖：GPS技术可以跨越国界和地域，无论在哪个地方都可以进行测量和监测。
2.高精度：现代GPS仪器的精度非常高，可以达到亚米级，能够满足变形监测的要求。
3.实时性强：GPS技术可以实时获取地表和建筑物位置的变化信息，可以及时发现和处理变形问题。
在使用GPS技术进行变形监测时，需要注意以下几点技巧：1.选择合适的测站：要选择地理位置方便、环境稳定的测站进行GPS定位，以保证测量的精度和准确性。
2.进行多次观测：为了得到更精确的结果，应进行多次观测，尽量覆盖不同的时间段和天气条件。
3.对测量数据进行分析和处理：GPS技术测量的数据量较大，在处理时应采用合适的方法进行分析和处理，以得到准确的变形信息。
三、遥感技术在变形监测中的应用遥感技术是利用卫星、航空器等远距离感知手段获取地球表面信息的技术，可以为变形监测提供大范围、高分辨率的数据。
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隔河岩大坝外观变形 GPS自动化监测系统
工程概况
• 隔河岩水电站总装机容量为120万kw，年发电 30.4亿kw.h，水库正常蓄水位为200m，总库容量 为34亿m3，是清江三个梯级水电站之一。 • 隔河岩水电站是华中电网重要的调峰调频电站， 它的建成对于缓解华中地区的电力紧张状况，保 证华中电网的安全稳定运行；对于消除清江中下 游的洪涝灾害，避免清江洪峰与长江洪峰相遇以 减轻长江荆江段及下游的防洪压力；对于打通清 江航道，为鄂西山区提供便捷的交通动脉，促进 商品流通和资源开发；对于发展清江流域的旅游 事业等都具有十分重要的意义。
GPS卫星
基准站
光纤通讯
监测站
监测站
数据处理与监测中心
图5-7 GPS实时监测系统的构成
系统各个部分功能
(1) GPS基准站。输出差分信号和原始数据，基准站应设在 测区内地势较高，视野开阔，且坐标已知的点上。 (2) GPS监测站。输出RTK 差分结果和原始数据。 (3) 工控机。采集GPS 流动站的原始数据和RTK差分结果， 向GPS 流动站发送控制命令。通过切换开关控制共享、 分配器的工作。 (4) 服务器。运行数据库，处理工控机发送来的数据供工作 站显示和分析。 (5) 远程控制器。远程启动和复位GPS 监测站。 (6) 共享、分配器。把差分信号由1路分成多路，每路差分信 号和对应的控制命令通过切换开关共享一路。 (7) 局域网。网络包括调制解调器、光纤、集线器和网线等， 提供数据库存取和文件操作的通道。
数据通讯
(1）利用电话线进行数据通信，由于有现成的电话 线，只需购置相关的调制解调器即可。该通讯方 式成本较低，传输距离不受限制，实时性可以保 证，工作时，由于占用电话网费用较高，有些场 合可以考虑使用内部小总机分机方式进行通信。 (2）利用无线方式进行数据通信，如利用现有的 GSM信道。 (3）组网方式。构成局域网，从而可以利用网上的 相关资源进行数据通信，这种方式进行数据通信 时，方便、可靠、通用性强，不需购置专用设备， 但组网成本较高，如果不是具备现成的网络条件， 不太适宜采用，数据传送时，实时性可能难以保 证。
GPS定位系统的组成
• GPS定位系统实现了全球覆盖、全天候、 高精度、实时连续定位。 • 它由GPS卫星组成的空间部分、若干个地 面监控站组成的地面监控系统和以接收机 为主体的用户定位设备三部分组成。 • 三者有各自独立的功能和作用，但又是有 机地配合而缺一不可的整体系统。
空间部分
地面监控部分
数据分析
• 数据处理、分析、管理部分在隔河岩大坝外观变形GPS自 动化监测系统中具有重要作用，是整个系统能自动运行的 关键。 • 主要由总控、数据处理、数据分析和数据库管理等四个模 块组成。 • 总控是整个系统中各模块的数据交换中心，也是系统的主 要用户接口。 • 数据处理模块的主要功能是：时段自动定义与选取；自动 进行数据处理；对成果可靠性进行判断；对运行过程中可 能出现的错误进行控制和处理，保存结果和清理数据。变 形分析模块部分在PC机上运行，部分在工作站上运行。 • 数据库管理模块具有如下功能：数据安全管理、数据更新、 数据查询、数据自动转储、报表打印、数据库恢复等。
GPS多天线控制器
• 多天线控制器包括计算机系统、天线开关 阵列和控制电路，其主要由硬件和软件两 部分组成，它是无线电通信中的微波开关 技术、计算机实时控制技术和大地测量数 据处理理论及算法的有机结合，仅用1台 GPS接收机互不干扰地接收多个GPS天线 传输来的信号，通过软件处理实现精确定 位。
GPS一机多天线控制器
5.4 GPS一机多天线监测技术
系统设计原则
(1) 先进性。即选用的仪器设备性能应是当今世界上最先进 的。系统结构先进，反应速度快，监测精度必须达到相应 的国家规范要求。 (2) 可靠性。即系统采集的GPS原始数据必须完善、正确； 数据传输网络结构可靠，传输误码率低；数据处理、分析 结果必须准确；整个系统故障率低。 (3) 自动化。即从数据采集、传输到分析、显示、打印、报 警等实现全自动化。 (4) 易维护。即系统中各监测单元互相独立，并行工作。系 统采取开放式模块结构，便于增加、更新、扩充、维护。 (5) 经济性。即在保证先进、可靠、自动化程度高的前提下， 采取各种有效方法，力求功效高、成本低。
大坝情况
• 隔河岩水电站大坝为三圆心变截面重力拱 坝，最大坝高151m，坝顶弧线全长为 653m，坝顶高程为206m。 • 高程150m以下为拱坝，高程150m以上为 重力坝。 • 坝址为凹形河谷，地形条件比较复杂。
监测系统的总体结构
• 大坝变形GPS自动化监测系统是由数据采集、数 据传输及数据处理、分析和管理三个部分组成的。 • 整个系统的数据采集、传输、处理、分析、管理 采用局域网络来完成。 • 大坝外部变形监测系统的数据采集工作是在 GPSl～GPS7这7个GPS站上进行的。其中GPSl 和GPS2为位于两岸的基淮点，GPS3～GPS7为 位于大坝上的变形监测点。
第5章 GPS在变形监测中的应用
主要内容
• • • • 概述 GPS定位基本原理 GPS实时监测技术 GPS一机多天线监测技术
5.1 概述
• 全球定位系统(GPS)作为20世纪一项高新技术， 具有速度快、全天候、自动化、测站间无需通视、 可同时测定点的三位坐标及精度高等优点，因而 获得了广泛应用。 • 目前，GPS精密定位技术已经广泛地渗透到经济 建设和科学技术的许多领域，对经典大地测量学 的各个方面产生了极其深刻的影响。 • 它在大地测量学及其相关学科领域，如地球动力 学、海洋大地测量、地球物理探测、资源勘探、 航空与卫星遥感、工程变形监测、运动目标的测 速以及精密时间传递等方面的广泛应用，充分显 示了卫星定位技术的高精度与高效益。
野外供电系统
• 由于GPS多天线监测系统工作在野外，需 要长时间工作并且不能间断，实际系统中， 为防备电源断电而引起数据丢失，在电路 控制板上设计有电源供电检测系统，当检 测到电源电压不足时，给CPU发出警告， CPU会立即进行相关的数据保存处理。
风力发电和 太阳能发电
+5V/2.0A -5V/0.5A +12V/0.5A -12V/0.5A DC-DC DC-AC 蓄电池 存储
多用转换 开关
基准站接收机
监测站接收机
数据处理中心
变形分析模型
数据库
报告
图5-11 GPS一机多天线监测系统的构成
控制中心
• 控制中心可以对GPS多天线控制器微波开 关各信号通道进行参数设定，包括各通道 的开关的选择，各通道的时间参数设定等， 还可以设定系统的工作方式，例如对采集 数据的传送方式（实时或事后）进行控制， 并将由现场传来的GPS原始数据，通过相 关的数据处理，实现精确定位。
实时监测系统的构成
• 清华大学已成功将GPS RTK技术应用于虎门大桥 的实时安全监测。 • GPS RTK实时监测系统主要是由GPS基准站、 GPS监测站、光纤通信链路和数据处理与监测中 心等部分组成，而数据处理与监测中心主要由工 作站、服务器和局域网组成。 • 基准站将接收到的卫星差分信息经过光纤实时传 递到监测站，监测站接收卫星信号及GPS基准站 信息，进行实时差分后，可实时测得站点的三维 空间坐标。
数据处 理 中心
天线组 GPS接收机
多天线控制器
GPS一机多天线接收单元
GPS一机多天线监测系统的组成
• 在不改变已有GPS接收机结构的基础上， 通过一个附加的GPS信号分时器连接开关 将多个天线阵列与同一台接收机连接； • 通过这样一个GPS多天线转换开关可以实 现一台接收机与多个天线相连，通过GPS 数据处理后同样可以获得变形体的形变规 律； • 该系统包括控制中心、数据通信、多天线 控制器和野外供电系统等4部分组成。
数据传输
• 及时准确地传输观测资料及有关信息是建 立GPS自动化监测系统中的一个重要环节。 • 坝面工控机通过RS----232多串口远距离通 讯方式将各监测点的接收机面板信息实时 传送到总控室，同时又通过多路开关方式， 按总控室所设置的时间间隔定时将上述各 台接收机所采集到的数据(观测值、卫星星 历等)传回服务器。
应用效果
• 该系统在1998年夏天抗御长江全流域特大洪 水期间所提供的快速而准确的资料为隔河岩 水库超蓄调度提供了科学决策的依据，为长 江防洪发挥了重要作用。 • 该系统可广泛用于水库大坝、大型建筑物、 电视塔、大型桥梁、大型核电站、滑坡、地 壳形变、环境等安全监测。有着显著的社会 效益和经济效益，具有重要的应用和推广价 值。
基准站
光纤
共享、分配
光纤
流动站
图5-8 GPS差分信号流程
工作站
网络工控机Biblioteka 共享器GPS接收机
图5-9 控制命令流程
原始数据
网络
GPS接收机
工控机接收、处理
服务器
分析工作站
原始数据
网络
图5-10 RTK数据、原始数据流程
实时监测的特点
(1) 由于GPS 是接收卫星信号来进行定位，所以各 监测点只要能接收5颗以上GPS卫星及基准站传 来的GPS差分信号，即可进行GPS RTK差分定位。 各监测站之间无需通视，是相互独立的观测值； (2) GPS可以实现全天候定位，可以在暴风雨中进行 监测； (3) GPS测定位移自动化程度高。从接收信号，捕捉 卫星，到完成RTK差分位移都可由仪器自动完成。 所测三维坐标可直接存入监控中心服务器，并进 行安全性分析； (4) GPS定位速度快、精度高。GPS RTK 最快可达 10～20Hz速率输出定位结果，定位精度平面为 ±10mm，高程为±20mm。
用户设备部分
图5-1 GPS定位系统的组成
图5-2 GPS卫星星座
图5-3 GPS工作卫星
图5-4 GPS地面监控系统分布图
图5-5
GPS接收机
5.2 GPS定位基本原理