GPS定位技术在变形监测中的应用

交通建设　馥莉嗣蒜哺　２０１３年１１月　

桥梁变形监测中ＧＰＳ技术的深入使用　

李乔乔　

（广东交通集团检测中心广东广州５１０５５０）　

摘要：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。本文在介绍桥梁变形监测技术的基础上，详细介绍了ＧＰＳ在桥梁结　

构动态监测中的应用，包括ＧＰＳ实时动态测量系统和ＧＰＳ桥梁监测系统，最后，对ＧＰＳ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；ＧＰＳ　

中图分类号：Ｕ４４６　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）３５—０１５６—０２　

引言　

近年来，随着国民经济的发展，越来越多的大跨度桥梁进入　

了人们的视野，桥梁作为现代公路和铁路的支撑，其在公路和铁　

路运行过程中有重要作用。而桥梁在外界环境的影响下，容易发　

生变形甚至垮塌。大跨度索支承桥梁在长期的运营过程中，其变　

形受往来车辆通行荷载、台风、地震以及温度变化等因素的影响　

很大，可能会出现结构的破坏，从而带来灾难性的后果。因此，桥　

梁的变形监测在运营管理中具有十分重要的地位和作用。为了　

桥梁在设计年限内的安全运营，要对桥梁定期进行形变监测，并　

根据长期的监测结果做出合理的分析和安全预报。由于ＧＰＳ技　

术具有定位精度高、作业速度快、费用节省、相邻点间毋需通视、　

不受天气条件影响等常优点，利用ＧＰＳ监测系统能够实现对桥　

梁的全天候自动监测和数据的实时获取。近年来逐渐在交通工　

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　过多年的发展，ＧＰＳ监测技术已经取得了突破性的进展，如何将　

ＧＰＳ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　

情。　

ｌ桥梁变形监测技术概述　

变形是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在　

时间域和空间域的变化，超出了变形体一定的允许范围，可能会　

全球定位系统(GPS)在大坝和边坡变形监测上的应用

摘要：随着科学技术的发展，全球定位系统开始逐渐渗入到各行各业当中，对大坝和边坡进行变形监测，也是全球定位系统的重要功能之一。本文介绍了全球定位系统的特点和工作原理，并结合实例，分析了全球定位系统在大坝和边坡变形监测上的具体应用方式。

关键词：全您好，我现在有事不在，一会再和您联系。 您好，我现在有事不在，一会再和您联系。 金钱操控﹄切ㄟ16:11:34神经杨斌16:11:36您好，我现在有事不在，一会再和您联系。 金钱操控﹄切ㄟ16:11:37工作16:11:45发送消息内容超长，请分条发送。16:11:46发送消息内容超长，请分条发送。16:11:47发送消息内容超长，请分条发送。16:11:48发送消息内容超长，请分条发送。16:11:48发送消息内容超长，请分条发送。杨斌16:11:49哦

16:11:48发送消息内容超长，请分条发送。16:11:49发送消息内容超长，请分条发送。16:11:53发送消息内容超长，请分条发送。金钱操控﹄切ㄟ16:11:57交谈中请勿轻信汇款、中奖信息、陌生电话，勿使用外挂软件。16:11:58发送消息内容超长，请分条发送。16:12:01发送消息内容超长，请分条发送。金钱操控﹄切ㄟ16:12:11杨斌16:11:36您好，我现在有事不在，一会再和您联系。

金钱操控﹄切ㄟ16:11:37工作

球定位系统大坝边坡变形监测

随着全球定位系统的不断完善，很多行业也开始将全球定位系

统应用到自身的测量活动当中。利用全球定位系统对水利水电行业中大坝和边坡的变形情况进行监测，能够很好的克服老式测量方法的缺点和不足，成为了新时期大坝和边坡变形监测的有力手段。

一、全球定位系统的特点

全球定位系统是基于卫星导技术的空间定位系统，由空间部分、地面监控部分以及用户接收部分组成，能够为使用者不间断地提供三维位置、三维速度以及时间的信息，具有较高的精度和准确度，且反应速度快，可以承担全球、全天候实时监控的重要任务。随着科学技术的快速发展，全球定位系统也在不断的发展完善，并在各行各业的测量及监测活动中得到了广泛的应用。将全球定位系统应用于大坝和边坡的变形监测当中，能够对大坝和边坡的状态进行精密的测量，经过平差后，可将平面位置的精度控制在1—2mm，高程的精度保持在2—3mm。基于全球定位系统的测量不会受到天气状况的干扰，能够实现全天候、长距离的精确定位，并可以对测量数据进行自动的传输、管理以及分析处理，大大降低了大坝和边坡变形监测工作的作业强度和作业量，在提高了大坝和边坡变形监测的效率和准确性的同时，也节约了大量的人力物力。

２００８年第４期　新疆水利ＸＩＮＪＩＡＮＧ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳ　瓜ＣＥｓ　・３７・　ＧＰＳ在大坝变形观测中的应用　贺　疆　（新疆阿克苏地区水利水电勘测设计院。阿克苏８４３０００）　摘要：随着ＧＰＳ系统的完善、接收机性能和解算软件的不断改进，目前ＧＰＳ可用于精密变形监　测。且将逐步取代常规的测量方法。在我国许多大坝变形观测中都运用到ＧＰＳｏ本文对ＧＰＳ一机多天　线系统在大坝变形监测中的应用作简要阐述。　关键词：精密变形观测；大坝；一机多天线系统　１弓ｌ言　全球定位系统（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｆｉｏｍｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ，简　称ＧＰＳ）是美国国防部于１９７３年１１月授权开始研　制的海陆空三军共用的新一代卫星导航系统。ＧＰＳ　系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大　部分组成，经过２０余年的研究和试验，整个系统于　１９９４年完全投入使用。在地球上任何位置、任何时　刻，ＧＰＳ可为各类用户连续地提供动态的三维位置、　三维速度和时间信息，实现全球、全天候的连续实　时导航、定位和授时。ＧＰＳ以其精度高、速度快、　全天候等优点，近年来在大地测量、精密工程测量、　地壳形变监测、城市测量、石油勘探、资源调查等　领域已成功地得以应用和普及推广，极大地推动了　行业的技术进步。随着ＧＰＳ系统的完善。ＧＰＳ接收　机的性能和解算软件的不断改进，目前ＧＰＳ可用于　精密变形监测，且将逐步取代常规的测量方法。现　在许多大坝都采用这种方法进行大坝的变形观测。　在我国许多大坝的变形观测中都运用到ＧＰＳ，在新　疆ＧＰＳ也运用到许多大坝的变形观测之中。目前，　采用ＧＰＳ定位技术进行精密工程测量和大地测量。　平差后控制点的平面位置精度为１～２ｍｍ，高程精　度为２￣３ｍｍ。　２　ＧＰｓ在大坝变形观测中的应用　２．１监测方法　．　利用ＧＰＳ定位技术进行变形监测，是一种先进的　高科技监测手段。目前世界各国对这种监测方法十分　重视，投入了—定的人力、物力对其进行研究与试验。　而用　进行大坝变形观测是ＧａＤＳ技术变形监测的一　种典蝴，利用ｃ王】ｓ进行变形监测，—般有两种方　法：　第　时，方法，用几台ＧＰＳ接收机，定期到监测点　上观测，对数据实施后处理后进葡翅Ｉ髟：　昕＿与懒．报。　第　产　祛，是在监测点上建无＾执守的ＧＰＳ观　一测系统。通过软件控制，实现实时监测和变形分析、　预报。　、　第　费用较省，但劳动强度大，不能实时　监测。自动化程度很低。第二种方法能实时监测，自　动化程度也很赢但由于每个监测点上都需要安装　接收机，使监测系统的建设费用非常高。　在我国除了上述两种方法外还开发了Ｃ　】ｓ多天线　大坝形变监测系统，使一台ＧＰＳ￣ｔ能连接多台天　线，这样既降低了劳动强度、提高了自动化程度、达　到实时监测，而且降低了费用成本。由于ＧＰＳ多天线　大坝变形监测系统的优点非常突出，故本文着重论述　该系统的组成。以及工作原）里。　２．２　］ｓ一机多天线大坝形变监测系统　ＧＰＳ多天线大坝形变监测系统，它使一台ＧＩ：＇Ｓ接　收仉能够同时连接多台天线并且保证信号完整准确。　这萍　海个监测点上只需要安装天线，而不再需要安　装拄｝收机，ｌ０个或者２ｏ个监测点可共用一个接收机．ｏ　ＧＰＳ—机多天线监测系统，它主要包括ＧＰＳ多天线控　

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GPS测量技术在桥梁工程变形观测中的应用

作者：张红 冯新磊

来源：《科学与财富》2015年第22期

（1. 河南质量工程职业学院建筑工程系，河南 平顶山 467000； 2. 河南平顶山燃气有限责任公司，河南 平顶山 467000）

目前，桥梁工程建设速度不断增长，许多桥梁工程事故不可避免地也在增加，桥梁结构的变形监测工作显得越来越重要。随着测绘仪器的不断进步，新的变形监测方法不断增多，GPS测量技术日益广泛地应用在桥梁工程施工的各个领域，GPS测量的优势，省去了常规测量中大量的中间测量工作，为桥梁变形监测工作提供了高效、快捷、优质的测量服务，在桥梁工程变形观测中应用更加广泛。

1 GPS测量技术在桥梁变形监测中的应用原理

桥梁工程变形监测对精度的要求很高，要求平面精度控制在1mm内，高程精度控制在2mm内，运用GPS进行桥梁监测时，依据的原理是载波相位测量。在应用中，通过分析卫星发射信号和接收机之间的相位距离，得出二者相位距离表达式为：

ρ=λ（Φs-Φm）

其中ρ为二者的距离，λ为波长，Φs为卫星信号在卫星处的相位，Φm为卫星信号在接收处的相位。用载波相位原理利用GPS测量技术对桥梁进行变形监测，其精确度是比较高的，能达到0.5～2mm。

在桥梁变形监测中， 技术人员凭借GPS具备连续观测的能力，能够清楚地掌握桥梁在各个时期的运行状态，为以后桥梁运营中的养护、加固工作提供可靠资料，所以GPS 测量技术在桥梁运营的安全管理方面得到很好的运用。

2 桥梁工程变形监测的主要内容及施测方法

桥梁工程变形监测的工作内容，主要包括水平位移和垂直位移的监测，在桥梁工程的监测实践中，其监测内容和施测方法表现为以下四个方面。

2.1桥梁墩台的监测