湖北省荆门市国土资源研究院 湖北荆门 448000
摘要：在工程建设和使用中，在一些自然灾害或者人为因素影响下，会发生地震、滑坡和溃坝等灾害，使工程发生严重损坏。因此，在国内外都对工程变形监测给予了很大重视，特别是当前大型建筑的增加，一些地质灾害的发生愈加频繁，都对工程测量动态监测有了更高的要求，其重要性也更加突出，需要不断发展其变形监测理论、测量技术等，以提升数据处理水平，特别是GPS技术的应用和发展对工程监测来说有着积极意义。
关键词：工程测量；GPS技术；动态监测；具体应用；数据处理
引言
随着GPS技术的产生出现与持续发展成熟，位于民用领域的引用变得愈加普遍与广泛，并发挥着十分关键的影响和作用。GPS技术因为具备的优势特点，位于工程测量方面发挥着非常关键的影响和作用，测量速度相对更快，测量精度相对更高，测量成本相对较为低廉等优势特点，对传统工程测量发展产生重要促进作用，向着数字化以及科学化与现代化快速发展。
1GPS测量技术的特点
1.1测量速度快
以往的GPS定位作业模式比较单一，只有静态相对定位，其速度和精度也存在一定的局限性。GPS测量技术是对以前定位技术的创新和完善，其快速静态定位方法和方式都得到了明显的提高，GPS测量劳动生产率也得到了进一步的提高，新的GPS测量技术具有测量速度快的特点。如果所要观测的范围是20km以内的基线，利用单频接收机对其进行测量时一般需要1h，利用双频接收机需要15～20min。但是，如果在此过程中利用GPS技术建立相应的动态实时定位模式，其流动站的初始化观测仅需要1～5min就可以进行定位了。因此，建立在GPS技术控制网基础上的测量，能缩短观测时间，提高观测效率。
1.2功能齐全
相关的技术研究表明，GPS技术除了具有测量速度快的优势，还具有功能齐全等多种优势，可以利用连续性的动态三维位置获取工程中的相关信息并进行测量，合理应用三维速度和时间信息对其进行有效观测。这种特点还可以用于测绘工作和导航工作中，从而不断提高速度测试工作的有效性。
1.3具备自动化功能
GPS测量技术与以前的GPS技术相比，其自动化功能有了明显的提高，主要采用了智能型接收机对相关的仪器进行有效设置，在观测的时候，测量人员只需要将仪器电源打开就可以观察仪器运行状况。此外，GPS会自动完成捕获和记录等工作。观测完以后，还需要关闭电源，从而为相关设备的有效运行提供保障。
2基于工程测量GPS动态监测应用与数据处理分析
2.1RTK技术应用
RTK定位技术是GPS测量技术发展的一项新技术，是实时动态定位技术，在公路工程中有着良好应用优势。在数据处理方面，静态定位和准动态定位模式都存在一定滞后性，难以将定位结构实时解算处理，在检核观测数据方面的效率也很低，因此，其观测数据质量往往得不到保证，需要返工重新观测，加大了作业成本、降低了工作效率。
而延长观测时间，可以更好地解决这一问题，使测量数据的可靠性得以保证，但也降低了实际测量工作效率。RTK系统组成主要是基准站、流动站，要保证实时动态测量，就要建立无线数据通信，将具备高精度取点位的首级控制点作为基准点，并设置接收机为参考站，可实现连续观测。接收机在接收到卫星信号时，通过无线电传输设备接收观测数据，根据相对定位原理，由计算机对流动站三维坐标、测量精度实时计算，用户可以实时掌握待测点数据观测质量、基线解算结果，结合精度指标来确定具体实践，以使冗余的观测减少，从而提高其工作效率。
在实际应用中，RTK主要有2种测量模式，即快速静态定位、动态定位，具体可以将这2种模式结合起来，在公路工程测量中，可以将公路勘测、施工放样和监理等覆盖。
2.2动态GPS测量应用
这种技术利用了GPS信号，对运动目标相对于参考系的位置、速度和时间等参数实现实时观测。具体将GPS接收机设置在运动载体，可以实时测得其位置，因此，动态GPS相对相位是固定一台接收机作为基准站，而其他接收机是处于运动状态的，将其作为流动站。通过比较两站信号，以及进行相关计算，可以获得流动站在各个时刻位移情况、位置坐标等。其差分数据处理有即时处理和滞后处理2种方式，前者是将基准站数据传到流动站对比加工，重要的部分就是数据链的形成，以使数据得以实时传输；后者则将数据传输到流动站后，在后期对其进行处理。
2.3静态GPS测量技术的应用
针对静态GPS测量技术而言，主要用于构建工程控制网。然后，通过其他测量方法完成加密的附合导线测量。关于控制网常规控制测量方法，涵盖三角以及导线测量，测量方法主要为对控制网点做出提前布设，基于国家高等级控制网点为前提，对次级控制网点进行相应的加密，通常使通过全站仪和棱镜等完成，在此阶段要求点间应该保持通视，且外业无法及时掌握、获取测量结果的具体精度。GPS静态相对定位系统测量阶段，不用考虑点间保持通视，便可以完成精度相对更高的测定，通视能够对不同等级控制点具体坐标做出精度更高的快速准确测量。
2.4工程测量GPS动态监测数据处理
（1）数据处理模式一
这种模式在数据处理方面，就是将GPS基线向量转化到指定平面，使其成为二维基线向量，在此平面上联合平差。在此平面上需进行合理变换，以实现具体数据处理。在具体处理过程中，要先根据基线向量的具体观测值，对各点实际三维空间直角坐标计算，获得其近似值。然后根据GPS具体基线向量位置信息，将其中一个端点固定，并根据该基线向量观测值，对另一个端点进行计算。之后，通过空间直角坐标、大地坐标间转换公式，转换这两个端点，然后利用高斯投影正算公式计算各相应点平面坐标，以计算其平面上基线向量，可求得相应方差-协方差阵变换过程。经过转换，将之前观测值、方差-协方差阵转换到工程坐标体系中，进而获得误差方程，要考虑到已知点数据误差，将其作为虚拟测值来得到误差方程，然后求取按照最小二乘法得到的方程，以获得各点坐标、控制网质量指标。
（2）数据处理模式二
该模式是将纯粹的GPS数据实行三维无约束化平差，将其三维坐标、方差-协方差阵整体转换到指定平面，以得到一个平面上二维坐标及其方差-协方差阵，将求取的实际坐标作为联合平差，根据最小二乘法原理对GPS虚拟观测值和地面其他观测值进行平差处理。
2.5虚拟现实技术的应用
以前，进行工程测量时，受到技术因素的限制，一般需由工作人员进行实地操作，不管是什么样的施工环境，都需要工作人员亲身实践，因而在非常复杂的地理环境中可能会对工作人员的生命安全造成威胁，容易出现安全事故，造成重大的经济和人员损失。如今，GPS测量技术在此过程中的有效应用可使测量人员在GPS虚拟现实技术的帮助下合理应用计算机技术，提前对工程现场的地理环境等多种内容进行模拟，进而结合清晰和逼真的三维图像制订测量方案，为人员的生命安全提供保障。
结束语
综上所述，在工程测量中，应用GPS技术实行动态监测，有利于及时掌握工程情况，可以获得较高的工程监测精度，更好地应对工程变形问题。在未来发展中，对该技术应用及数据处理方面，还要进一步改进完善，使其作用得以充分发挥。
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