孟玉珍

摘要：GPS具有多種應用優(yōu)勢，因此在地質災害監(jiān)測，建筑施工以及礦井中得以廣泛應用。由于GPS垂直位移監(jiān)測的精度比較低，并且容易受到噪聲干擾，因此需要與其他技術聯(lián)合應用。此次研究主要是探討分析了GPS在變形監(jiān)測中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：GPS;變形監(jiān)測技術;發(fā)展現(xiàn)狀

在發(fā)生重大災害事件時，由于擠壓所導致的變形問題會極大傷害人民生命財產(chǎn)安全，其中具有代表性的就是橋梁坍塌，泥石流滑坡和地震災害事件。近年來，隨著技術水平的快速發(fā)展，也相應促進了變形監(jiān)測技術的發(fā)展。在災害事件監(jiān)測期間有效聯(lián)合變形監(jiān)測技術和GPS技術能夠全面提升勘察速度，擴大定位范圍，并且實現(xiàn)自動化數(shù)據(jù)采集和處理。

一、GPS變形監(jiān)測技術現(xiàn)狀

GPS又被稱為全球定位系統(tǒng)，該項技術主要是利用多種導航衛(wèi)星所具有的無線電信號對地球表面任何地點實現(xiàn)報時和定位處理，還可以對地表上移動的物體進行導航，屬于一種綜合性的技術系統(tǒng)。該定位方式具有實時性以及持續(xù)性，能夠反映和提供地表上所有地點的高程以及經(jīng)緯度，并且能夠提供準確的時間以及三維空間速度。

（一）在線實時分析系統(tǒng)

隨著全球定位系統(tǒng)技術和無線電傳輸?shù)目焖侔l(fā)展，在監(jiān)測滑坡和建筑沉降時開始廣泛應用在線動態(tài)變形監(jiān)測系統(tǒng)。此種系統(tǒng)結構組成包括數(shù)據(jù)分析處理，數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)?。利用全球定位技術實現(xiàn)動態(tài)化監(jiān)測，并且通過無線電傳輸技術傳輸至終端，并且應用地理信息系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)分析處理軟件，并且對變形結果進行分析，獲取變形規(guī)律和發(fā)展趨勢。在此期間可以通過可視化開發(fā)工具無縫集成地理信息技術和全球定位技術，利用全球定位技術監(jiān)測滑坡泥石流災害，建立線性回歸分析方程對時間滑坡位移與降雨量關系進行分析，這樣能夠建立變形監(jiān)測系統(tǒng)。然而由于實時動態(tài)化分析系統(tǒng)的成本比較高，所以需要使用全球定位實時在線動態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)所代替。

（二）建立集成變形監(jiān)測系統(tǒng)

由于全球定位技術在監(jiān)測變形時常常會受到建筑遮擋干擾，因此會降低垂直位移監(jiān)測精度，產(chǎn)生噪聲干擾問題。因此為了降低全球定位技術的變形監(jiān)測干擾，需要按照變形監(jiān)測對象有效結合全球定位技術，遙感技術和地理信息技術，并且建立集成變形監(jiān)測系統(tǒng)?？梢越Y合合成孔徑雷達干涉技術和全球定位技術，這樣能夠精確測定四維形變過程，當前已經(jīng)將此種聯(lián)合技術應用到采空區(qū)變形監(jiān)測中。結合全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術和全球定位技術，能夠對雙差模糊度進行解算，在引入定位精度因子之后能夠提升定位精度可靠性。

（三）聯(lián)合小波分析的變形監(jiān)測技術

在監(jiān)測水利設施/建筑變形時應用全球定位技術很容易受到外界噪音影響，導致測量結果存在誤差，還會使測量結果存在多波段混合波，對監(jiān)測結果的精度造成極大影響。為了全面降低信號時頻特征無法描述問題，可以應用小波變換處于低頻部分的時間分辨率和頻率分辨率，并且能夠變換高頻部分的時間分辨率和頻率分辨率，有效應用到全球定位技術動態(tài)化變形分析中，這樣就能夠有效分離全球定位技術動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)濾波，提取變形特征信息。通過大量試驗研究能夠看出，小波分析可以處理監(jiān)測數(shù)據(jù)中存在的噪聲和粗差識別問題，具備良好的大壩后期變形特征提取效果，數(shù)據(jù)處理之后能夠全面反映出變形對象的變形規(guī)律。

二、全球定位技術變形監(jiān)測發(fā)展趨勢

隨著全球定位技術的快速發(fā)展，對于變形物體的精度要求也在持續(xù)提升。當前所應用的單一化監(jiān)測方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求。因此全球定位技術需要向網(wǎng)頁動態(tài)監(jiān)測，移動終端監(jiān)測以及三維可視化監(jiān)測方向發(fā)展。

（一）網(wǎng)頁動態(tài)化監(jiān)測

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，將全球定位技術所監(jiān)測的變形數(shù)據(jù)和結果分析上傳至互聯(lián)網(wǎng)中，并且發(fā)布變形監(jiān)測曲線圖，提供預測分析和變形速率提升服務，實現(xiàn)真正意義上的監(jiān)測預報無人化管理，只需要借助互聯(lián)網(wǎng)技術就能夠直接觀察到變形體變形過程。

（二）基于3S技術變形監(jiān)測發(fā)展

在變形監(jiān)測領域中，基于3S技術變形監(jiān)測已經(jīng)成為主流發(fā)展。3S技術主要包括全球定位系統(tǒng)技術，地理信息技術和遙感技術。當前， 3S技術已經(jīng)被廣泛應用到高層建筑，地質災害以及地殼運動等變形監(jiān)測中，成為監(jiān)測人員最常應用的技術。其次，由于使用單一化全球定位技術存在精度問題，數(shù)據(jù)采集問題，傳輸以及預報分析等問題，因此應用3S技術可以有效處理以上問題，通過建立綜合變形監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效彌補不同監(jiān)測技術的不足。

（三）移動終端實時監(jiān)測發(fā)展

在無線網(wǎng)絡技術快速發(fā)展過程中，也相應加強了智能手機和平板等設備的功能作用，通過開發(fā)在線實時預報預警手機應用，并且通過無線網(wǎng)絡對監(jiān)測數(shù)據(jù)和結果進行傳輸，利用手機應用實現(xiàn)預測預報，確保社會大眾能夠深入了解和掌握變體變形結果，并且向社會領域及時發(fā)布安全監(jiān)測信息，這樣可以有效縮短信息反饋時間，并且有利于城市應急防災，實現(xiàn)高效防災減災動態(tài)化監(jiān)測。

（四）四維監(jiān)測信息可視化表達

現(xiàn)階段，隨著三維可視化技術的發(fā)展，利用地表信息采集，地下信息采集和地面信息采集方式，并通過三維制圖軟件建立三維立體模型，這樣能夠直接觀察到監(jiān)測對象的立體化表現(xiàn)。其次，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)資料和預測模型，能夠對時間軸上可視化三維預測結果實施預測分析，進一步實現(xiàn)四維監(jiān)測可視化表達。通過建立預警預報模型和危害范圍四維可視化分析模型能夠直觀呈現(xiàn)出動態(tài)化實時變形監(jiān)測。

三、結語

綜上所述，全球定位技術具備自動化，高精度且監(jiān)測速度快等優(yōu)勢得以在變形監(jiān)測中廣泛應用，然而由于在實際監(jiān)測期間垂直位移監(jiān)測精度比較低，物體覆蓋區(qū)信號差，再加上噪聲干擾等影響，常常需要結合小波技術，遙感技術，地理信息技術進行變形監(jiān)測，有效彌補單一化監(jiān)測方法存在的各項不足。在四維監(jiān)測信息可視化表達、移動終端實時監(jiān)測、3S技術變形監(jiān)測以及網(wǎng)頁動態(tài)化監(jiān)測技術的快速發(fā)展，能夠確保全球定位技術實現(xiàn)防災減災預報。

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