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摘要:本文主要阐述了GPS技术的基本原理、特点；对GPS技术在滑坡监测中的观测方法及数据处理等问题进行了分析；对GPS测量技术在实践测量中存在的问题提出了解决方法。
关键词：滑坡监测GPS应用 工程测量
GPS技术已经被广泛应用于各个工程领域，尤其在滑坡监测中体现了GPS测量技术的优越性。应用GPS测量技术可获得三维坐标数据。其中平面坐标测量技术日臻完善，高程测量技术受诸多因素的影响具有不确定性。我们可以用GPS测高来代替四等以下的水准测量，将之用于生产实际，起到省时高效的作用
1 GPS测量技术的特点
1.1测站之间无需通视
这解决了测量中的一大难题，可以任意的设站，但要考虑不受电台及周边地物的遮挡，以确保接收卫星信号良好以及掌握好最佳的测量时段。
1.2 定位精度高
GPS定位精度可到达mm级，并且相对于常规的光学仪器，不受视线长度的增加而产生误差的累积，因此对于大范围、远距离测量来说，更显其优越性
1.3 观测时间短、操作方便
能在很短的时间内提供出三维坐标。GPS操作简单，只需设置好，就可以得到任意待测点的三维坐标。
2 GPS在工程测量中的作业流程
2.1 基准站的确定
基准站可架设在有精确坐标的已知点上，也可架设在未知点上或任意地方。基准站安置应选择地势较高、视野开阔、电台有良好覆盖区域的地方。为防止数据链的丢失，基准站200m范围内应无高压电线、电视台、大面积水域和高功率无线发射塔。
2.2 求定测区转换参数
若已知坐标转换参数，则输入手薄；若无坐标转换参数，则整理测区的已知控制点资料，控制点尽可能均匀分布在测区，使其测点在已知点之内，尽可能避免从一端无限制的外推。由于RTK作业要求实时给出坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据实际情况，可分为两种情况求定转换参数。
2.2.1 内业求解
如果一个测区前期已经做过静态GPS网测量，经过平差后获得了各点的WGS-84坐标或地方坐标系下的坐标，就可以在测区内选3个以上均匀分布在测区的控制点，利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。在工程应用中，每个点都可安置基准站。
2.2.2 外业求解
若测区未做过静态GPS网，也可临时求得转换参数，但不能在另一个工程中应用。首先在已知点上或任意地方架设基准站并采集单点定位WGS-84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级GPS点或地方坐标系下的控制点，利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。
3 数据采集
3.1基准网观测
水电站近坝库岸GPS滑坡监测基准网见图1。从图中可以看出除个别边长达3-4km以外。其余大多数边长均在1-2km之间。为保证基准网精度，观测时遵循下列规定：观测前对5台接收机的性能和可靠性进行了全面检验，各项指标合格后方参加作业；各站总的同步观测时间均不少于6小时；利用8台GPS接收机同时在全网的8个基准点上进行同步观测；采样间隔取10秒，截止高度角取10°；每个基准点上均采用强制对中装制进行天线的对中，对中误差可保持在0.5mm以内；作业时按观测墩上标注的北方向线进行天线的定向。今后复测时也均按此方向线进行天线定向；观测时采用了特制的强制对中连杆。对中连杆的高度均为115mm。作业时无需再量取天线高。
3.2变形监测点观测
首期GPS滑坡监测的变形监测点共54个。每个变形监测点至少从两个基准站上进行监测。有相当一部分变形监测点则是从3个基准点上进行监测的。这样做的好处是：不同成果间可进行相互检核，剔除粗差，提高成果的可靠性。几个成果取中数后可提高监测精度。万一某基准点点位发生了变动，从较差中有可能及早发现。因为基准网的复测周期为一年，而变形监测点的复测周期为三个月。
4 变形监测点的数据处理
变形观测数据采用广播星历和随接收机一并购买的数据处理软件进行处理。根据基准点的坐标及求得的基线向量来计算变形监测点的坐标。由于从基准点至变形监测点间的距离一般都在3km以内，而进行技术设计时所做的试验结果表明此时定位精度和边长间并无显著关系，定位精度可能更多的取决于卫星的数量及其分布状况以及多路径效应的显著程度等因素，故从几个基准点上对同一变形监测点进行监测时，为简便起见我们将各组结果视为是同精度的，简单地取其平均值作为最后结果。
5 GPS的缺陷及解决方法
GPS在选点上可以任意设站，但当卫星系统位置对美国是最佳的时候，其他国家在这一时间段不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值，特别是对高程的影响很大。我们可以选择双频双星GPS接收机，提高接收信号的质量。另外，在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作業时间受限制。这个问题可以通过星历预报，查出卫星分布图，根据卫星分布选择最佳作业时间来解决。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：滑坡监测GPS应用 工程测量
GPS技术已经被广泛应用于各个工程领域，尤其在滑坡监测中体现了GPS测量技术的优越性。应用GPS测量技术可获得三维坐标数据。其中平面坐标测量技术日臻完善，高程测量技术受诸多因素的影响具有不确定性。我们可以用GPS测高来代替四等以下的水准测量，将之用于生产实际，起到省时高效的作用
1 GPS测量技术的特点
1.1测站之间无需通视
这解决了测量中的一大难题，可以任意的设站，但要考虑不受电台及周边地物的遮挡，以确保接收卫星信号良好以及掌握好最佳的测量时段。
1.2 定位精度高
GPS定位精度可到达mm级，并且相对于常规的光学仪器，不受视线长度的增加而产生误差的累积，因此对于大范围、远距离测量来说，更显其优越性
1.3 观测时间短、操作方便
能在很短的时间内提供出三维坐标。GPS操作简单，只需设置好，就可以得到任意待测点的三维坐标。
2 GPS在工程测量中的作业流程
2.1 基准站的确定
基准站可架设在有精确坐标的已知点上，也可架设在未知点上或任意地方。基准站安置应选择地势较高、视野开阔、电台有良好覆盖区域的地方。为防止数据链的丢失，基准站200m范围内应无高压电线、电视台、大面积水域和高功率无线发射塔。
2.2 求定测区转换参数
若已知坐标转换参数，则输入手薄；若无坐标转换参数，则整理测区的已知控制点资料，控制点尽可能均匀分布在测区，使其测点在已知点之内，尽可能避免从一端无限制的外推。由于RTK作业要求实时给出坐标，这使得坐标转换工作非常重要。根据实际情况，可分为两种情况求定转换参数。
2.2.1 内业求解
如果一个测区前期已经做过静态GPS网测量，经过平差后获得了各点的WGS-84坐标或地方坐标系下的坐标，就可以在测区内选3个以上均匀分布在测区的控制点，利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。在工程应用中，每个点都可安置基准站。
2.2.2 外业求解
若测区未做过静态GPS网，也可临时求得转换参数，但不能在另一个工程中应用。首先在已知点上或任意地方架设基准站并采集单点定位WGS-84坐标，然后流动站联测3个以上的高等级GPS点或地方坐标系下的控制点，利用同一控制点的两种坐标在RTK手薄中求出转换参数。
3 数据采集
3.1基准网观测
水电站近坝库岸GPS滑坡监测基准网见图1。从图中可以看出除个别边长达3-4km以外。其余大多数边长均在1-2km之间。为保证基准网精度，观测时遵循下列规定：观测前对5台接收机的性能和可靠性进行了全面检验，各项指标合格后方参加作业；各站总的同步观测时间均不少于6小时；利用8台GPS接收机同时在全网的8个基准点上进行同步观测；采样间隔取10秒，截止高度角取10°；每个基准点上均采用强制对中装制进行天线的对中，对中误差可保持在0.5mm以内；作业时按观测墩上标注的北方向线进行天线的定向。今后复测时也均按此方向线进行天线定向；观测时采用了特制的强制对中连杆。对中连杆的高度均为115mm。作业时无需再量取天线高。
3.2变形监测点观测
首期GPS滑坡监测的变形监测点共54个。每个变形监测点至少从两个基准站上进行监测。有相当一部分变形监测点则是从3个基准点上进行监测的。这样做的好处是：不同成果间可进行相互检核，剔除粗差，提高成果的可靠性。几个成果取中数后可提高监测精度。万一某基准点点位发生了变动，从较差中有可能及早发现。因为基准网的复测周期为一年，而变形监测点的复测周期为三个月。
4 变形监测点的数据处理
变形观测数据采用广播星历和随接收机一并购买的数据处理软件进行处理。根据基准点的坐标及求得的基线向量来计算变形监测点的坐标。由于从基准点至变形监测点间的距离一般都在3km以内，而进行技术设计时所做的试验结果表明此时定位精度和边长间并无显著关系，定位精度可能更多的取决于卫星的数量及其分布状况以及多路径效应的显著程度等因素，故从几个基准点上对同一变形监测点进行监测时，为简便起见我们将各组结果视为是同精度的，简单地取其平均值作为最后结果。
5 GPS的缺陷及解决方法
GPS在选点上可以任意设站，但当卫星系统位置对美国是最佳的时候，其他国家在这一时间段不能很好地被卫星所覆盖，容易产生假值，特别是对高程的影响很大。我们可以选择双频双星GPS接收机，提高接收信号的质量。另外，在高山峡谷深处及密集森林区，城市高楼密布区，卫星信号被遮挡时间较长，使一天中可作業时间受限制。这个问题可以通过星历预报，查出卫星分布图，根据卫星分布选择最佳作业时间来解决。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。