關(guān)于GPS的科技論文1500字(2)
關(guān)于GPS的科技論文1500字篇二
高層建筑變形監(jiān)控中GPS技術(shù)的研究應(yīng)用
摘要：GPS作為20世紀(jì)一項(xiàng)高新技術(shù)，它因速度快、全天候、自動(dòng)化、測(cè)站間無(wú)需通視、可同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)及精度高等優(yōu)點(diǎn)，而獲得了廣泛應(yīng)用
關(guān)鍵詞：GPS建筑變形，監(jiān)控
近年來(lái)，伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑在形體和結(jié)構(gòu)上顯得日益復(fù)雜，加之施工工藝不斷改進(jìn)，這就對(duì)建筑物的變形監(jiān)測(cè)提出了很多新的要求。由于高層建筑物有很多不利的監(jiān)測(cè)環(huán)境，而施工工藝的改進(jìn)又對(duì)形變監(jiān)測(cè)工作提出了快速、高精度的要求，這些都讓傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法工作時(shí)顯得力不從心，所以利用新的技術(shù)手段和研究新的監(jiān)測(cè)方法尤顯重要。GPS系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、接受機(jī)和地面控制站三大部分組成。作為20世紀(jì)一項(xiàng)高新技術(shù)，它因速度快、全天候、自動(dòng)化、測(cè)站間無(wú)需通視、可同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)及精度高等優(yōu)點(diǎn)，而獲得了廣泛應(yīng)用。
1 GPS與傳統(tǒng)測(cè)定方法的比較
1.1傳統(tǒng)方法測(cè)定高層建筑動(dòng)態(tài)變形的特點(diǎn)
在測(cè)定高層建筑變形量時(shí)，傳統(tǒng)的測(cè)定方法有加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測(cè)量技術(shù)等。論文寫(xiě)作，GPS建筑變形。
加速度傳感器法所測(cè)得的位移誤差較大。激光鉛直儀法只能提供建筑物局部的、相對(duì)的變形信息，測(cè)量精度較低，易受氣候、風(fēng)等因素影響。對(duì)較低的建筑物較為適用，對(duì)于高大建筑物(高度300 m以上)，精度會(huì)受到較大的影響。全站儀法測(cè)定的是建筑物的絕對(duì)變形信息，可用于各類(lèi)建筑物，但在惡劣氣候條件(如臺(tái)風(fēng)、大雨等)下，因激光跟蹤目標(biāo)困難，所以使用受到限制。近景攝影測(cè)量技術(shù)由于攝影距離不能過(guò)遠(yuǎn)，大多數(shù)的測(cè)量部門(mén)不具備攝影測(cè)量所需的儀器設(shè)備，因此，尚不能普及應(yīng)用。
所以不難看出，加速度傳感器法、激光鉛直儀法、全站儀法、近景攝影測(cè)量技術(shù)等觀測(cè)技術(shù)，在精確度、自動(dòng)化程度等方面，已不能滿足高層建筑的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)要求。
1.2 GPS測(cè)定高層建筑動(dòng)態(tài)變形的優(yōu)勢(shì)
隨著軍用技術(shù)轉(zhuǎn)民用的限制逐漸降低和高速發(fā)展的硬件和軟件技術(shù)，GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。
(1)可以全天候觀測(cè)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(簡(jiǎn)稱(chēng)RTK)測(cè)量技術(shù)是以載波相位觀測(cè)量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS(RTD GPS)測(cè)量技術(shù)?？赏ㄟ^(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算定位結(jié)果，便可監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)站與用戶站觀測(cè)成果的質(zhì)量和解算結(jié)果的收斂情況，從而可實(shí)時(shí)地判定解算結(jié)果是否成功。
(2)儀器精度高。且獨(dú)立布點(diǎn)不會(huì)有誤差積累，測(cè)量過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，不會(huì)有人為因素造成的錯(cuò)誤，測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。(3)自動(dòng)化程度高。用GPS接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，僅需一人將天線準(zhǔn)確地安置在測(cè)站上，量測(cè)天線高，接通電源，啟動(dòng)接收機(jī)，儀器即自動(dòng)開(kāi)始工作。在結(jié)束測(cè)量時(shí)，只需關(guān)閉電源，收起接收機(jī)，便完成野外數(shù)據(jù)采集。
(4)可減少誤差。在變形監(jiān)測(cè)中，只要天線在監(jiān)測(cè)過(guò)程中能保持固定不動(dòng)，接收機(jī)天線的對(duì)中誤差、整平誤差、定向誤差、量取天線高的誤差等并不會(huì)影響變形監(jiān)測(cè)的結(jié)果。
(5) 操作方便。儀器體積小，重量輕，容易攜帶搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度小，外業(yè)工作量小。
(6)應(yīng)用前景廣。GPS技術(shù)具有全球、無(wú)誤差積累等優(yōu)點(diǎn)。使觀測(cè)工作效率大大提高，同時(shí)也節(jié)省了大量的人力和物力。
2GPS變形監(jiān)測(cè)技術(shù)
2.1 GPS變形監(jiān)測(cè)模式
GPS用于變形監(jiān)測(cè)的作業(yè)模式可概括為周期性和連續(xù)性兩種。當(dāng)變形體的變形速率相當(dāng)緩慢，在局部時(shí)間域和空間域內(nèi)可以認(rèn)為穩(wěn)定不動(dòng)時(shí)，可利用GPS進(jìn)行周期性變形監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率可為數(shù)月、一年或甚至更長(zhǎng)時(shí)間。連續(xù)性變形監(jiān)測(cè)采用固定監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，獲得變形數(shù)據(jù)系列，此時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是連續(xù)的，具有較高的時(shí)間分辨率。周期性監(jiān)測(cè)模式一般采用靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量方法。論文寫(xiě)作，GPS建筑變形。連續(xù)性監(jiān)測(cè)模式，適用于對(duì)自動(dòng)化要求高，數(shù)據(jù)采集周期短的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。在數(shù)據(jù)處理方法上，可選擇靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位兩種方法。在一些高層建筑物等工程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，可運(yùn)用GPS連續(xù)監(jiān)測(cè)模式。論文寫(xiě)作，GPS建筑變形。該模式實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的連續(xù)觀測(cè)，使監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、決策實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，但該模式要求GPS接受設(shè)備必須永久固定在變形點(diǎn)上成本較高。
2.2 GPS在變形監(jiān)測(cè)中的測(cè)量方法
按監(jiān)測(cè)對(duì)象及要求不同，GPS在變形監(jiān)測(cè)中可選擇靜態(tài)測(cè)量法，快速靜態(tài)測(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法三種。
1)靜態(tài)測(cè)量法：靜態(tài)測(cè)量法，就是把多于3臺(tái)GPS接收機(jī)同時(shí)安置在觀測(cè)點(diǎn)上同步觀測(cè)一定時(shí)段，一般為1小時(shí)至2小時(shí)不等，用邊連接方法構(gòu)網(wǎng)，用后處理軟件解算基線，經(jīng)平差計(jì)算求定觀測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)。2)快速靜態(tài)測(cè)量法：這種方法尤其適用于對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)。其工作原理是：把兩臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)點(diǎn)上固定不動(dòng)連續(xù)觀測(cè)，另1～4臺(tái)接收機(jī)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上移動(dòng)，每次觀測(cè)5～10分鐘(采樣間隔為2秒)，經(jīng)事后處理，解算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
3)動(dòng)態(tài)測(cè)量法：該方法又分準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量法。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量方法原理是：在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)上移動(dòng)觀測(cè)(1～3秒鐘)的GPS接收機(jī)，移動(dòng)GPS接收機(jī)在接收GPS信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備基準(zhǔn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，再根據(jù)差分定位原理，實(shí)時(shí)計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)及精度。
一般基準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)采用靜態(tài)測(cè)量方法，當(dāng)基準(zhǔn)網(wǎng)的邊長(zhǎng)超過(guò)10 km，要考慮基準(zhǔn)網(wǎng)的起算點(diǎn)與國(guó)際IGS站聯(lián)測(cè)，基線向量解算時(shí)采用精密星歷，保證基線解算的精度。對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可采用快速靜態(tài)測(cè)量法。在橋梁監(jiān)測(cè)時(shí)，可選擇實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，如果距離近，基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)有5顆以上共視GPS衛(wèi)星時(shí)，精度可達(dá)1～2 cm。
3 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理
GPS數(shù)據(jù)處理過(guò)程可劃分為基線解算和網(wǎng)平差兩個(gè)階段。
GPS基準(zhǔn)網(wǎng)的基線解算，應(yīng)采用GAMIT或Bernese軟件和IGS精密星歷。平差計(jì)算應(yīng)采用PowerADJ科研辦軟件。對(duì)高精度GPS的數(shù)據(jù)處理分為兩個(gè)主要方面：一是對(duì)GPS原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得同步觀測(cè)網(wǎng)的基線解;二是對(duì)各同步網(wǎng)進(jìn)行整體平差和分析，獲得GPS網(wǎng)的整體解。這些軟件數(shù)據(jù)處理的重點(diǎn)都在于同步網(wǎng)的基線處理，而在網(wǎng)平差分析方面，特別是多個(gè)子網(wǎng)的系統(tǒng)誤差分析、粗差分析及隨機(jī)誤差處理方面，暫無(wú)好的處理方法。
4 結(jié)語(yǔ)
GPS這種全新的定位手段，在工程實(shí)踐中已逐步得到認(rèn)同。目前，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史性的發(fā)展時(shí)期，各種基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)，各種新材料、新技術(shù)的采用，使建筑工程這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)勃勃生機(jī)。論文寫(xiě)作，GPS建筑變形。隨著GPS技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，特別是有關(guān)高層建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)包括基礎(chǔ)理論的研究、實(shí)踐方法的探索、信號(hào)接受手段的更新、信號(hào)處理方法和軟件的開(kāi)發(fā)等的發(fā)展，再加上若干工程的應(yīng)用、積累和提高，GPS技術(shù)將成為在高層及超高層建筑方面廣泛使用的方法。
參考文獻(xiàn)
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