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摘 要：GPS监测技术在实际运用中，站点间无需通视，可同时检测多个观测点的三维坐标，且具有快速、全天候和高度自动化的特征，在工程测绘领域运用及其广泛。当前，高层建筑大批量拔起，GPS 技术在监测建筑物的变形监测中起到了重要的作用。本文通过对GPS技术在建筑物变形监测中的应用研究，以期更好的推进我国建筑物的变形监测工作的发展。
关键词：GPS技术；建筑物；变形监测；应用；
中图分类号：TN97 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-12-00-01
前言：变形监测是建筑工程当中常用的技术内容，其能够通过对建筑物的地基沉降情况和建筑位移、倾斜变形程度的监测，了解建筑的状况信息，以便及时采取有效办法，避免建筑安全问题导致灾难性危害的发生。传统的变形监测技术多利用测量设备进行人工监测，其实效性和准确性、精确性不高，且在面临复杂地形条件时，难度较大，无法保证工作的效率和质量。随着 GPS 定位技术的不断发展，其利用自身的主要优势，实现了变形监测的自动化和精确性，使得建筑工程和大型基础建设的安全性得到极大保障， 其未来发展前景巨大。
一、GPS 观测原理
作为一种全新的现代空間定位技术出现的全球定位系统（GPS） ，己逐渐在越来越多的领域中取代了常规光学和电子测量仪器。首先，要了解 GPS 的原理，这样在进行变形监测时，才能够很好的做到监测数据的准确性，GPS 主要有监测站、主控站、注入站等组成，在监测站中设置了双频 GPS 接收机、高精度原子钟、计算机和各种环境数据传感器，对系统采集的测量信息进行分析和处理， 主控站是 GPS 的核心部位具有监测站的全部功能，协调和管理地面监测系统，主控站依据监测站提供的数据信息进行推算变形数据以及提供改正的变形参数，并且将生成的数据反馈给注入站，进而推算监测站和 GPS 的反馈数据并将相关的监测数据反馈给导航电文，生成具体的监测数据和信息。
二、变形监测信息处理方法
采用 GPS 系统进行变形监测过程中， 监测信息是反映监测物变形程度的最有效、 可靠的数据参考。这就需要对 GPS 系统变形监测网监测的数据进行处理。在进行监测之前，应制定监测数据网数据处理方案。在进行数据处理方案的制定过程中选择监测数据网平差和变形分析方法等工作尤为重要。
监测网平差和变形分析方法的基本思路上仍然是在前人的基础上，区别在于处理的方式上要复杂一些，在具体的监测过程中，根据加测模式的不同和监测对象的不同有选择性地选取适合本工作的数据处理方法，主要有静态数据处理方法、 单历元结算方法、动态卡尔曼滤波方法、谱分析方法、神经网络方法、小波变化方法等。
三、GPS 在变形监测中的特点
GPS 技术在变形监测中的应用是测量技术和监控技术的一次相对比较重要的发展和技术进步，GPS的精准度比传统的检测技术的精度高三倍。GPS 检测站不需要通视就可以进行有效的检测，传统的检测技术需要监测点之间的通视才可以进行，无需通视就是 GPS 检测技术的不可多得的技术特点，GPS的这个技术特点使得检测的范围变得更加的广泛。GPS 检测的结果比较精准，可以全天候的检测，操作简便，易于实现监测自动化、劳动量小、速度快。GPS 检测可同时提供监测点的三维位移信息。在运用传统方法进行变形监测时，平面位移和垂直位移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垂直于位移测量。
四、GPS技术在建筑物变形检测中的运用
（一）实现全天候的观测。GPS 定位技术的实现主要依托于卫星技术，通过无线电进行实时沟通，其受到气候影响极小。同时，针对雷电天气，只要在变形监测系统上进行防雷电设施的配备和安装，就能有效避免雷电天气的影响。这一巨大优势和作用，能够确保其变形监测数据的完整性和准确性。同时，就抗洪和泥石流等地质灾害的应用来讲，其优势所在十分显著。
（二）实现点的三维位移同时测定。平面位移的测量主要依靠方向交会和距离交会、 全站仪坐标法等进行测定， 垂直位移则主要利用倾斜仪、液体静力水准测量和精密水准测量等技术完成。两种位移分开，导致位移测量的工作量加大，造成成本和难度的增加。同时，水平位移和垂直位移监测分开，导致监测时间和点位不统一，造成变形分析的准确性和难度加大。GPS 变形监测则利用三维位移完成了所有测定内容。
（三）实现监测的自动化 。GPS检测系统可以轻易实现从数据采集、传输、处理、分析、报警到入库的全自动化。因为GPS接收机可以自动进行数据采集工作，用户可以在变形监测站无人值守时把GPS变形监测系统建成无人值守的自动监测系统。而GPS接收机所收集的信息会自动传输到控制中心，同时也能够在控制中心更改数据采样率、监测时长及监测截止高度角等。这极大地节省了变形观测的经费，避免人力资源的浪费。
（四）可消除或削弱系统误差的影响。在两期变形监测中所求得的变形监测点的坐标差使我们在变形监测中最为关注的数据， 而变形监测点本身的坐标却并不重要。虽然两期变形监测中所含的共同的系统误差会对两期的坐标值造成影响，但却不会影响所求得的变形量。 GPS变形监测网中的起始坐标的误差，数据处理中所用的定位软件本身的不完善以及卫星信号在大气层中的传播误差中的公共部分的影响可得以消除或削弱。
综上所述，变形监测作为建筑行业和基础建设当中的重要技术内容，其对于建筑物安全和国家基础建设、地质安全保障等有着重要意义。随着GPS 定位技术在变形监测中的不断应用和普及，变形监测的有效性和准确性将不断提高。然而，从当前的应用状况来看，GPS 定位监测系统的专业性仍较强，未能实现大规模普及和运用。为此，国家应加强对该技术的普及化研究， 并解决当前面临的技术缺点和不足， 才能为 GPS 变形监测技术的进一步发展和普及提供重要保障。
参考文献：
[1] 乐亚南，张献州，陈超.改进遗传算法在变形监测网平差中的应用[J].测绘工程，2014，（10）.
[2] 徐福国.变形监测数据自动检查程序开发[J].测绘工程，2014，（09）.
[3] 李雷生.GPS变形监测数据处理方法研究[J].科技资讯，2009，（09）.
[4] 李波，葛永慧.单历元GPS变形监测数据处理与系统研制[J].河南理工大学学报（自然科学版），2007，（02）.
[5] 胡友健，梁新美，许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势[J].测绘科学，2006，（05）.
关键词：GPS技术；建筑物；变形监测；应用；
中图分类号：TN97 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-12-00-01
前言：变形监测是建筑工程当中常用的技术内容，其能够通过对建筑物的地基沉降情况和建筑位移、倾斜变形程度的监测，了解建筑的状况信息，以便及时采取有效办法，避免建筑安全问题导致灾难性危害的发生。传统的变形监测技术多利用测量设备进行人工监测，其实效性和准确性、精确性不高，且在面临复杂地形条件时，难度较大，无法保证工作的效率和质量。随着 GPS 定位技术的不断发展，其利用自身的主要优势，实现了变形监测的自动化和精确性，使得建筑工程和大型基础建设的安全性得到极大保障， 其未来发展前景巨大。
一、GPS 观测原理
作为一种全新的现代空間定位技术出现的全球定位系统（GPS） ，己逐渐在越来越多的领域中取代了常规光学和电子测量仪器。首先，要了解 GPS 的原理，这样在进行变形监测时，才能够很好的做到监测数据的准确性，GPS 主要有监测站、主控站、注入站等组成，在监测站中设置了双频 GPS 接收机、高精度原子钟、计算机和各种环境数据传感器，对系统采集的测量信息进行分析和处理， 主控站是 GPS 的核心部位具有监测站的全部功能，协调和管理地面监测系统，主控站依据监测站提供的数据信息进行推算变形数据以及提供改正的变形参数，并且将生成的数据反馈给注入站，进而推算监测站和 GPS 的反馈数据并将相关的监测数据反馈给导航电文，生成具体的监测数据和信息。
二、变形监测信息处理方法
采用 GPS 系统进行变形监测过程中， 监测信息是反映监测物变形程度的最有效、 可靠的数据参考。这就需要对 GPS 系统变形监测网监测的数据进行处理。在进行监测之前，应制定监测数据网数据处理方案。在进行数据处理方案的制定过程中选择监测数据网平差和变形分析方法等工作尤为重要。
监测网平差和变形分析方法的基本思路上仍然是在前人的基础上，区别在于处理的方式上要复杂一些，在具体的监测过程中，根据加测模式的不同和监测对象的不同有选择性地选取适合本工作的数据处理方法，主要有静态数据处理方法、 单历元结算方法、动态卡尔曼滤波方法、谱分析方法、神经网络方法、小波变化方法等。
三、GPS 在变形监测中的特点
GPS 技术在变形监测中的应用是测量技术和监控技术的一次相对比较重要的发展和技术进步，GPS的精准度比传统的检测技术的精度高三倍。GPS 检测站不需要通视就可以进行有效的检测，传统的检测技术需要监测点之间的通视才可以进行，无需通视就是 GPS 检测技术的不可多得的技术特点，GPS的这个技术特点使得检测的范围变得更加的广泛。GPS 检测的结果比较精准，可以全天候的检测，操作简便，易于实现监测自动化、劳动量小、速度快。GPS 检测可同时提供监测点的三维位移信息。在运用传统方法进行变形监测时，平面位移和垂直位移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垂直于位移测量。
四、GPS技术在建筑物变形检测中的运用
（一）实现全天候的观测。GPS 定位技术的实现主要依托于卫星技术，通过无线电进行实时沟通，其受到气候影响极小。同时，针对雷电天气，只要在变形监测系统上进行防雷电设施的配备和安装，就能有效避免雷电天气的影响。这一巨大优势和作用，能够确保其变形监测数据的完整性和准确性。同时，就抗洪和泥石流等地质灾害的应用来讲，其优势所在十分显著。
（二）实现点的三维位移同时测定。平面位移的测量主要依靠方向交会和距离交会、 全站仪坐标法等进行测定， 垂直位移则主要利用倾斜仪、液体静力水准测量和精密水准测量等技术完成。两种位移分开，导致位移测量的工作量加大，造成成本和难度的增加。同时，水平位移和垂直位移监测分开，导致监测时间和点位不统一，造成变形分析的准确性和难度加大。GPS 变形监测则利用三维位移完成了所有测定内容。
（三）实现监测的自动化 。GPS检测系统可以轻易实现从数据采集、传输、处理、分析、报警到入库的全自动化。因为GPS接收机可以自动进行数据采集工作，用户可以在变形监测站无人值守时把GPS变形监测系统建成无人值守的自动监测系统。而GPS接收机所收集的信息会自动传输到控制中心，同时也能够在控制中心更改数据采样率、监测时长及监测截止高度角等。这极大地节省了变形观测的经费，避免人力资源的浪费。
（四）可消除或削弱系统误差的影响。在两期变形监测中所求得的变形监测点的坐标差使我们在变形监测中最为关注的数据， 而变形监测点本身的坐标却并不重要。虽然两期变形监测中所含的共同的系统误差会对两期的坐标值造成影响，但却不会影响所求得的变形量。 GPS变形监测网中的起始坐标的误差，数据处理中所用的定位软件本身的不完善以及卫星信号在大气层中的传播误差中的公共部分的影响可得以消除或削弱。
综上所述，变形监测作为建筑行业和基础建设当中的重要技术内容，其对于建筑物安全和国家基础建设、地质安全保障等有着重要意义。随着GPS 定位技术在变形监测中的不断应用和普及，变形监测的有效性和准确性将不断提高。然而，从当前的应用状况来看，GPS 定位监测系统的专业性仍较强，未能实现大规模普及和运用。为此，国家应加强对该技术的普及化研究， 并解决当前面临的技术缺点和不足， 才能为 GPS 变形监测技术的进一步发展和普及提供重要保障。
参考文献：
[1] 乐亚南，张献州，陈超.改进遗传算法在变形监测网平差中的应用[J].测绘工程，2014，（10）.
[2] 徐福国.变形监测数据自动检查程序开发[J].测绘工程，2014，（09）.
[3] 李雷生.GPS变形监测数据处理方法研究[J].科技资讯，2009，（09）.
[4] 李波，葛永慧.单历元GPS变形监测数据处理与系统研制[J].河南理工大学学报（自然科学版），2007，（02）.
[5] 胡友健，梁新美，许成功.论GPS变形监测技术的现状与发展趋势[J].测绘科学，2006，（05）.