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华测GPSensor形变监测系统
文章来源:本站收集  上传时间:2018-3-26  点击人气:668
华测GPSensor形变监测系统
  GPSensor是由中国华测上海研发中心设计的基于网络利用全球卫星定位系统(GPS)进行的实时三维变形量分析系统软件。这套软件对于人工建筑变形分析--比如大型桥梁,水坝,大型人工建筑以及油田沉陷,矿山采空区沉陷,城市地下水漏斗沉陷,火山监测,山体滑坡监测等等具有非常大的现实意义。
  GPS(全球卫星定位系统)自八十年代中期投入民用后,已广泛地在导航、定位等各领域应用,尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。正因为是它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点,使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法,并在理论、实践中取得了可喜的成果。在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。
  从国内外的有关研究和应用可以看出GPS自动化监测系统已经在桥梁、大型建筑、地震、大坝等行业中应用并取得较好的效益。目前,采用GPS技术用于桥梁等工程变形监测的手段已经被广泛的应用于世界各地。例如:英国Humber桥的GPS监测系统、日本明石海峡大桥的GPS监测系统、虎门大桥GPS监测系统、青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥的GPS监测系统。
  上海曾经是中国缓变性地面沉降较为严重的城市,自1921年发现地面沉降至今已有80余年,开展地面沉降专项勘查与研究至今已有40年。特别是近十余年来,采用GIS(地理信息系统)和GPS(全球定位系统)技术,对全市监测网络进行了全面更新与调整,并正在建设完善全市地面沉降自动化预警预报系统工程。
  三峡库区地质灾害监测预警工程是国家在三峡库区实施的一项重大减灾工程,国土资源部将实施这一工程。三峡库区地质灾害监测预警工程于2002年3月正式启动后,三峡库区地质灾害防治工作指挥部在全库区建成包括GPS监测网、综合立体监测网和遥感监测系统的专业监测工程,建立各类监测网点1447个,配备GPS接收机46台(套),并在重庆市和湖北省的18个区、县的129处滑坡和库岸监测运行。完成了包括地表位移监测、深部变形监测、滑坡推力监测、滑坡地下水监测和宏观巡查监测在内的18个区、县的125处崩塌滑坡库岸综合立体监测网建设。
  但目前的大部分这些应用中,采用的解算模型还是基于常规测量理念—RTK解算模式。这种模式随着GPS应用技术的逐步发展已经不能够满足现代建筑物健康监测的需求了
  总的说来具有以下几个局限性:
  第一、RTK模式的精度已经不能满足要求。RTK---厘米级的定位原理从根本上决定了不可能实现更高的监测精度;第二、RTK模式对于环境的要求已经不能够很好的体现GPS的优势来。RTK的原理决定了受环境的制约太大,电离层活跃、干扰或阻挡严重时甚至不能实现或得到假的定位结果。环境的变化对精度的影响太大;第三、实时性已不能满足一些监测工程的要求。RTK的作业模式要求参考站每1秒钟输出一次差分数据,这对于高动态的监测来说,并不能够真实的反映变形量,时间上不能实现同步。对网络的要求过于苛刻;第四、RTK用于监测仅仅是实现了从常规的通讯方式转换到网络方式,即差分数据和差分后的数据都通过网络来实现了而已。而这样实际上并没有技术上的任何突破。同时要求网络的数据通讯必须时时实现双向,要求网络通讯能力过高,且延迟过(往返数据时间)。
  GPSensor软件针对常规GPS监测方法的局限性而开发,通过多种手段来解决了RTK方法带来的相关局限性。如环境变化、电磁干扰、卫星阻挡及时间不同步、基站距流动站距离过远等。
  软件将原来在接收机内进行解算的工作移植到性能更高、速度更快、更稳定的计算机上来进行。系统中所有的GPS原始数据都通过网络(有线/无线)传回到控制中心的计算机上,软件对所有数据进行同步的、实时的解算。
  同时,所有的GPS接收机设置也都通过控制中心的计算机来执行,完全实现无人值守及远程控制。
  GPSensor系统为科学家,工程师,灾害监测人员提供实时的、极有价值的人工建筑或自然灾害预警信息。这套系统不用操作人员费时进行数据后处理、分析结果等工作,实时显示变形量,大大延长了预警时间减少自然灾害对生命、财产的损失。而应用GPSensor系统,可以采用无人值守的方法远程管理几十个监测点。通过设定的临界值,管理者可以通过图形显示得到实时的告警,为决策者提供及时准确的灾害预警信息,避免重大生命、财产损失。
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