应用研究
GPS 在高层建筑变形监测中的应用
付强
(中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队新疆岛鲁术齐830000)
数字执本与质用
摘要:在强风、地家及温度交化的作用下，高牵结构械易发生变形,最终危及结构安全。在超高层结构的变形形式中,光以日照变形最为常见它电评价结构健康状况的重要依据。因此,在施工及运营阶段,均应对建筑进行变形监测。近年来，GPS技术凭借其自身优点，加连续、高精度、实时、全天候测量等,在变形监测中发挥出了巨大的作用。整鉴于此,本文主要对GPS技术在高层建筑变形监测中的应用情况进行了操讨
关键词:高层建筑变形监测GPS
中图分类号：TU196.1
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)10-0106-01
随着高层建筑的增多，变形监测工作也变得越来越重要。在以往的变形监测中，常用的方法主要有两种，分别是物理学传感器方法、常规大地测量法川。前者的观测范围较小，后者则具有易受气候影响，工作量大，效率高等特点，随着科学技术的发展，GPS技术因为具有全天候、高精度、高效益等优点，逐渐取代传统测量方式，成为目前监测变形工程的重要方式。以下就GPS技术应用于高层建筑变
形监测的相关问题进行简要分析。 1GPS变形监测技术的相关分析
在以往的变形监测中，地基的沉降主要使用水准测量法，而地基位移及整体倾斜则使用三角测量法然面，因为被监测物体的几何尺寸巨大，且监测环境复杂，对监测技术也提出了更高的要求。加上常规监测技术的观测时间长，且劳动强度大，很难实现自动化监测。GPS技术的应用，则能很好解决这一难题，以下就对GPS变形监测常见的两种监测模式进行简要分析。
1.1周期性监测模式
如果行变体的变形速率较慢，在局部时间领域及空间领域内可当作稳定不动时的情况下，则可使用GPS对其进行变形监测，而监视频率则取决于实际情况。采用GPS静态相对定位法进行测量时，一般是在同一观测点放置2台以上的GPS接收机，然后同步观测一段时间。在长边监测网中，该方法使用频率较高，边长相对精度可达10-9。
1.2连续性监测模式
使用固定的监测仪器进行长时闻的数据采集，以此获得变形数据系列的监测模式，则称为连续性变形监测”。由于监测数据具有连续性特点，故其时间分辨率也相对较高。根据变形体的特征，GPS连续性监测常用的观测方法主要有两种，一种是静态相对定位，另种则是动态相对定位州。监测是为了获取变形的相关信息与特性，再
进行数据处理与分析。目前，监测的精度已高达亚毫米级， 2在工程中的实际应用
2.1准动态特征监测
在高层建筑的变形监测中，准动态特征监测是非常重要的环节。所以，此处引人高层建筑物整体形变模型，并通过多期观测数据的方式，对建筑物准动态特征作出如实的反映。在监测面的姿态变化中，建筑整体形变也可呈现出来。
比如，某高层建筑，共28层，高度为97m在该楼场地400m处，有一个三等水准点。为此，可将该水准点作为监测点，然后在大街上的人行道变空地上，测设一个水准基点S，并将其作为基础测面A高程基准。基准点S具有方使观测、保存的特点，且位置处于大楼形变影响范围外。借助GPS网，在大楼附近选择观测条件好的地方作为基准点，并作为基准站与参考站，分别为A、B命名。
在大楼第一层的砼柱上，布设18个监测点，使其成为基础监测收移日期：2014-10-20
面A。设置该监测面主要是为了检测大楼基础有无发生位移。另外，在大楼顶层再设3个GPS监测点，形成监测面B。然后，即可通过监测面B的运动状态，对建筑物准动态特征进行描述。为了使监测结果更精准，应采用静态测量模式进行观测。因此，可使用双频接收机，观测时段保持在30min至120min的范围内，卫星高度角限值设为15"，并使用独立坐标系统已满足工程需要。在监测面B中，先求出各监测点的坐标值，然后代人模型中，即可算出监测面B的相关数值，最后即可绘出整座大楼的形变图，固此，若下沉量及转角均较小时，绘制出的函也能较好地反映出高层建筑的形变特征。利用GPS进行多次监测，通过分析所测的数据，便能反映出建筑物形变的动态规律。
2.2实时动态特征监测
对高层建筑物进行实时动态特征监测，与其安全运行、维护有紧密联系，特别是受台风、地震、洪水等作用下，实时监测高层建筑物的动态特征非常重要，比如高层建筑物的相对位移、摆动频率等。因此，可使用GPS动态定位模式监测该大楼的动态特征，了解其受地脉动、风载以及其他因素影响时的自振特性。在外观监测中，应使用双频 GPS接收机，一台放置在视野开阔且周边环境好的地面点上，并设为基准站；一台放置在与基准站距离为250m的固定点处，将其设为参考点，第三台则放置在楼顶的开阅处，并确保周围无干扰源，进行GPS动态监测时，接收机的采样间隔应保持在1s左右，面卫星高度角限值则设为15°观测时闻应保持在1小时左右。以X轴方向坐标变化为例，可绘制出整个时程的曲线变化图，并发现GPS观测质量良好，数据处理结果的可靠性较高。为了获得相应的频谱特征，可使用赖谱分析法处理试验所获取的三维数据序列。采用该方法的优点是：能够较准确地确定时间序列的周期，并能对隐蔽性及复杂性的周期数据进行判别，
3结语
在社会快速发展的背录下，各种大型高层建筑物的数量也不断增多，对其继续变形监测也变得更加重要。对于高层建筑物的变形监测，著采用传统的测量方法，不但工作量大，且精度不高。GPS定位技术在高层建筑变形监测中的应用，虽然仍有一些不足，但还是比传统监测技术更具优越性，随着GPS技术的不断发展，其功能也会不
断完善，在变形监测中的应用也将更广泛。参考文献
[1]施金杰.INSAR/GPS在变形监测中的应用及展望[J].科技信息， 2011(16):123124
[2]卢效干.浅谈GPS在高层建筑中的应用[J].中小企业管理与科技(上句刊),2011(16):235.
[3]王武,李患臻.高层建筑的变形监测分析[3].现代装饰(理论),2014(07):144.
[4]陈世梅.建筑变形监测技术操讨[J].科技资讯,2011(20):79-80.
作者篇介：付强(1984一)，男，汉族，河北人，本科,助理工程师，研究方向：地理信息系统,从事工作：测绘。 106