華測(cè)GPSensor形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
文章來(lái)源：本站收集 上傳時(shí)間：2018-3-26 點(diǎn)擊人氣：2371
GPSensor是由中國(guó)華測(cè)上海研發(fā)中心設(shè)計(jì)的基于網(wǎng)絡(luò)利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）進(jìn)行的實(shí)時(shí)三維變形量分析系統(tǒng)軟件。這套軟件對(duì)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(cè)，山體滑坡監(jiān)測(cè)等等具有非常大的現(xiàn)實(shí)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(dǎo)航、定位等各領(lǐng)域應(yīng)用，尤其在測(cè)量界的控制測(cè)量中起了劃時(shí)代的作用。正因?yàn)槭撬陟o態(tài)相對(duì)定位中的高精度、高效益、全天候、不需通視等優(yōu)點(diǎn)，使人們普遍采用其來(lái)代替常規(guī)的三角、三邊、邊角等方法，并在理論、實(shí)踐中取得了可喜的成果。在精密工程變形監(jiān)測(cè)中也逐步得到廣泛的應(yīng)用。
從國(guó)內(nèi)外的有關(guān)研究和應(yīng)用可以看出GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在橋梁、大型建筑、地震、大壩等行業(yè)中應(yīng)用并取得較好的效益。目前，采用GPS技術(shù)用于橋梁等工程變形監(jiān)測(cè)的手段已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于世界各地。例如：英國(guó)Humber橋的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、日本明石海峽大橋的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、虎門大橋GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋的GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
上海曾經(jīng)是中國(guó)緩變性地面沉降較為嚴(yán)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(xiàng)勘查與研究至今已有40年。特別是近十余年來(lái)，采用GIS（地理信息系統(tǒng)）和GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)，對(duì)全市監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面更新與調(diào)整，并正在建設(shè)完善全市地面沉降自動(dòng)化預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)工程。
三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工程是國(guó)家在三峽庫(kù)區(qū)實(shí)施的一項(xiàng)重大減災(zāi)工程，國(guó)土資源部將實(shí)施這一工程。三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工程于2002年3月正式啟動(dòng)后，三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作指揮部在全庫(kù)區(qū)建成包括GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)、綜合立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)和遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的專業(yè)監(jiān)測(cè)工程，建立各類監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)1447個(gè)，配備GPS接收機(jī)46臺(tái)（套），并在重慶市和湖北省的18個(gè)區(qū)、縣的129處滑坡和庫(kù)岸監(jiān)測(cè)運(yùn)行。完成了包括地表位移監(jiān)測(cè)、深部變形監(jiān)測(cè)、滑坡推力監(jiān)測(cè)、滑坡地下水監(jiān)測(cè)和宏觀巡查監(jiān)測(cè)在內(nèi)的18個(gè)區(qū)、縣的125處崩塌滑坡庫(kù)岸綜合立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)。
但目前的大部分這些應(yīng)用中，采用的解算模型還是基于常規(guī)測(cè)量理念—RTK解算模式。這種模式隨著GPS應(yīng)用技術(shù)的逐步發(fā)展已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代建筑物健康監(jiān)測(cè)的需求了
總的說(shuō)來(lái)具有以下幾個(gè)局限性：
第一、RTK模式的精度已經(jīng)不能滿足要求。RTK---厘米級(jí)的定位原理從根本上決定了不可能實(shí)現(xiàn)更高的監(jiān)測(cè)精度；第二、RTK模式對(duì)于環(huán)境的要求已經(jīng)不能夠很好的體現(xiàn)GPS的優(yōu)勢(shì)來(lái)。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(yán)重時(shí)甚至不能實(shí)現(xiàn)或得到假的定位結(jié)果。環(huán)境的變化對(duì)精度的影響太大；第三、實(shí)時(shí)性已不能滿足一些監(jiān)測(cè)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?jǐn)?shù)據(jù)，這對(duì)于高動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，并不能夠真實(shí)的反映變形量，時(shí)間上不能實(shí)現(xiàn)同步。對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求過(guò)于苛刻；第四、RTK用于監(jiān)測(cè)僅僅是實(shí)現(xiàn)了從常規(guī)的通訊方式轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)方式，即差分?jǐn)?shù)據(jù)和差分后的數(shù)據(jù)都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)了而已。而這樣實(shí)際上并沒有技術(shù)上的任何突破。同時(shí)要求網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊必須時(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向，要求網(wǎng)絡(luò)通訊能力過(guò)高，且延遲過(guò)（往返數(shù)據(jù)時(shí)間）。
GPSensor軟件針對(duì)常規(guī)GPS監(jiān)測(cè)方法的局限性而開發(fā)，通過(guò)多種手段來(lái)解決了RTK方法帶來(lái)的相關(guān)局限性。如環(huán)境變化、電磁干擾、衛(wèi)星阻擋及時(shí)間不同步、基站距流動(dòng)站距離過(guò)遠(yuǎn)等。
軟件將原來(lái)在接收機(jī)內(nèi)進(jìn)行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)上來(lái)進(jìn)行。系統(tǒng)中所有的GPS原始數(shù)據(jù)都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（有線/無(wú)線）傳回到控制中心的計(jì)算機(jī)上，軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行同步的、實(shí)時(shí)的解算。
同時(shí)，所有的GPS接收機(jī)設(shè)置也都通過(guò)控制中心的計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守及遠(yuǎn)程控制。
GPSensor系統(tǒng)為科學(xué)家，工程師，災(zāi)害監(jiān)測(cè)人員提供實(shí)時(shí)的、極有價(jià)值的人工建筑或自然災(zāi)害預(yù)警信息。這套系統(tǒng)不用操作人員費(fèi)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理、分析結(jié)果等工作，實(shí)時(shí)顯示變形量，大大延長(zhǎng)了預(yù)警時(shí)間減少自然災(zāi)害對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)的損失。而應(yīng)用GPSensor系統(tǒng)，可以采用無(wú)人值守的方法遠(yuǎn)程管理幾十個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)設(shè)定的臨界值，管理者可以通過(guò)圖形顯示得到實(shí)時(shí)的告警，為決策者提供及時(shí)準(zhǔn)確的災(zāi)害預(yù)警信息，避免重大生命、財(cái)產(chǎn)損失。
