華測GPSensor形變監(jiān)測系統(tǒng)
文章來源：本站收集 上傳時間：2018-3-26 點擊人氣：1719
GPSensor是由中國華測上海研發(fā)中心設計的基于網絡利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）進行的實時三維變形量分析系統(tǒng)軟件。這套軟件對于人工建筑變形分析－－比如大型橋梁，水壩，大型人工建筑以及油田沉陷，礦山采空區(qū)沉陷，城市地下水漏斗沉陷，火山監(jiān)測，山體滑坡監(jiān)測等等具有非常大的現(xiàn)實意義。
GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）自八十年代中期投入民用后，已廣泛地在導航、定位等各領域應用，尤其在測量界的控制測量中起了劃時代的作用。正因為是它在靜態(tài)相對定位中的高精度、高效益、全天候、不需通視等優(yōu)點，使人們普遍采用其來代替常規(guī)的三角、三邊、邊角等方法，并在理論、實踐中取得了可喜的成果。在精密工程變形監(jiān)測中也逐步得到廣泛的應用。
從國內外的有關研究和應用可以看出GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)已經在橋梁、大型建筑、地震、大壩等行業(yè)中應用并取得較好的效益。目前，采用GPS技術用于橋梁等工程變形監(jiān)測的手段已經被廣泛的應用于世界各地。例如：英國Humber橋的GPS監(jiān)測系統(tǒng)、日本明石海峽大橋的GPS監(jiān)測系統(tǒng)、虎門大橋GPS監(jiān)測系統(tǒng)、青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋的GPS監(jiān)測系統(tǒng)。
上海曾經是中國緩變性地面沉降較為嚴重的城市，自1921年發(fā)現(xiàn)地面沉降至今已有80余年，開展地面沉降專項勘查與研究至今已有40年。特別是近十余年來，采用GIS（地理信息系統(tǒng)）和GPS（全球定位系統(tǒng)）技術，對全市監(jiān)測網絡進行了全面更新與調整，并正在建設完善全市地面沉降自動化預警預報系統(tǒng)工程。
三峽庫區(qū)地質災害監(jiān)測預警工程是國家在三峽庫區(qū)實施的一項重大減災工程，國土資源部將實施這一工程。三峽庫區(qū)地質災害監(jiān)測預警工程于2002年3月正式啟動后，三峽庫區(qū)地質災害防治工作指揮部在全庫區(qū)建成包括GPS監(jiān)測網、綜合立體監(jiān)測網和遙感監(jiān)測系統(tǒng)的專業(yè)監(jiān)測工程，建立各類監(jiān)測網點1447個，配備GPS接收機46臺（套），并在重慶市和湖北省的18個區(qū)、縣的129處滑坡和庫岸監(jiān)測運行。完成了包括地表位移監(jiān)測、深部變形監(jiān)測、滑坡推力監(jiān)測、滑坡地下水監(jiān)測和宏觀巡查監(jiān)測在內的18個區(qū)、縣的125處崩塌滑坡庫岸綜合立體監(jiān)測網建設。
但目前的大部分這些應用中，采用的解算模型還是基于常規(guī)測量理念—RTK解算模式。這種模式隨著GPS應用技術的逐步發(fā)展已經不能夠滿足現(xiàn)代建筑物健康監(jiān)測的需求了
總的說來具有以下幾個局限性：
第一、RTK模式的精度已經不能滿足要求。RTK---厘米級的定位原理從根本上決定了不可能實現(xiàn)更高的監(jiān)測精度；第二、RTK模式對于環(huán)境的要求已經不能夠很好的體現(xiàn)GPS的優(yōu)勢來。RTK的原理決定了受環(huán)境的制約太大，電離層活躍、干擾或阻擋嚴重時甚至不能實現(xiàn)或得到假的定位結果。環(huán)境的變化對精度的影響太大；第三、實時性已不能滿足一些監(jiān)測工程的要求。RTK的作業(yè)模式要求參考站每1秒鐘輸出一次差分數據，這對于高動態(tài)的監(jiān)測來說，并不能夠真實的反映變形量，時間上不能實現(xiàn)同步。對網絡的要求過于苛刻；第四、RTK用于監(jiān)測僅僅是實現(xiàn)了從常規(guī)的通訊方式轉換到網絡方式，即差分數據和差分后的數據都通過網絡來實現(xiàn)了而已。而這樣實際上并沒有技術上的任何突破。同時要求網絡的數據通訊必須時時實現(xiàn)雙向，要求網絡通訊能力過高，且延遲過（往返數據時間）。
GPSensor軟件針對常規(guī)GPS監(jiān)測方法的局限性而開發(fā)，通過多種手段來解決了RTK方法帶來的相關局限性。如環(huán)境變化、電磁干擾、衛(wèi)星阻擋及時間不同步、基站距流動站距離過遠等。
軟件將原來在接收機內進行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更穩(wěn)定的計算機上來進行。系統(tǒng)中所有的GPS原始數據都通過網絡（有線/無線）傳回到控制中心的計算機上，軟件對所有數據進行同步的、實時的解算。
同時，所有的GPS接收機設置也都通過控制中心的計算機來執(zhí)行，完全實現(xiàn)無人值守及遠程控制。
GPSensor系統(tǒng)為科學家，工程師，災害監(jiān)測人員提供實時的、極有價值的人工建筑或自然災害預警信息。這套系統(tǒng)不用操作人員費時進行數據后處理、分析結果等工作，實時顯示變形量，大大延長了預警時間減少自然災害對生命、財產的損失。而應用GPSensor系統(tǒng)，可以采用無人值守的方法遠程管理幾十個監(jiān)測點。通過設定的臨界值，管理者可以通過圖形顯示得到實時的告警，為決策者提供及時準確的災害預警信息，避免重大生命、財產損失。
