基于GPS的公路沉降变形监测的精度分析

GIS研究

科技信息○公路与管理○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第1期

基于GPS的公路沉降变形监测的精度分析

李永泉

（辽宁省交通高等专科学校辽宁

沈阳

110004）

【摘要】本文在GPS公路沉降变形监测网优化设计的基础之上，对公路沉降变形监测的精度进行了分析，并且通过工程实例，证明了利用GPS对公路进行沉降变形监测与二等水准具有很好的一致性，可以达到精度要求。

【关键词】沉降；变形监测；精度分析

TheAccuracyAnalysisofRoadSubsidenceDeformationMonitoringBasedonGPS

【Abstract】Inthispaper，GPSroadsettlementdeformationmonitoringnetworkbasedontheoptimaldesign，Onthehighwaytomonitortheaccuracyofsettlementdeformationareanalyzed.ItalsoprovedthattheuseofGPStosettlementdeformationmonitoringandsecond-classlevelontheroadhasagoodconsistencybyengineeringexamples,canachievetherequiredprecision.

【Keywords】Settlement；Deformationmonitoring；Precision

analysis

0引言

全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）是美国陆海空三军联合研制的卫星导航系统，具有全球性、全天侯、连续性、实时性导航定位和定时功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

中国高速公路始建于20世纪80年代，中国大陆第一条高速公路是上海至嘉定高速公路，它于1988年建成通车，全长18.5km，目前我国高速公路已经突破3万km,高速公路总里程位居世界第二。在过去的十多年里，高速公路在中国得到了较快的发展，建设规划和通车里程都创造了世界记录。中国高速公路网目前已经完成规划，其总里程将超过8万km。2004年中国交通可持续发展规划后的高速公路网，将形成中心城市向外放射以及横贯东西，纵贯南北的大通道，并且实现“东部加密、中部成网、西部连通”的新局面。其中东部地区只需30分钟就可到达高速公路，预计这些公路将用20年左右全部建设完成。

一旦公路出现严重的沉降变形轻则中断交通，重则造成生命财产的损失，2008年5月23日上午，安徽省黄山市休宁县境内发生一起交通事故，10时26分，黄山市安驰旅游公司车牌号为皖J00481的大客车在休宁段境内行驶时，车辆自翻，落入一落差约9米的路沟。造成事故的主要原因是，路况较差，路面强度低，耐久性不好，路面稳定性差，平整度不够，路面粗糙及病害等原因造成的。为了预防公路沉降变形带来的巨大危害，确保人民生命财产的安全，必须及早对公路进行沉降变形监测。因此，应用GPS技术对公路沉降变形进行监测具有重要意义。下面就GPS技术在公路沉降变形监测中的应用做了一些研究和分析。

考虑所选择点位能体现该区域的沉降运动特征，并能满足GPS观测的精度要求和实际需要，利于长期保存以及具备长期监测的可能性等条件。具体布设时应在公路沉降区内有明显断裂区域的两边布设；根据专家推断的强烈沉降区内布设；能反映公路沉降区内沉降特征的的特征面上布设；选点应避开城镇及其近期的发展规划区。1.4GPS变形监测网形设计

GPS变形监测网的网形主要是指基线的多少与连接方式，为了说明独立基线数对结果的影响，结合铁岭至朝阳高速公路工程实例，对公路沉降变形监测基准网进行分析，一般来说，独立基线的个数越多，GPS控制网的精度、可靠性、灵敏度越强、但是费用也高，选择合理的基线数以及合理的基线布设形式，可以节省大量的工作，同时又能满足质量标准。下面是两种不同的网形布设方案。

图1图2

1

1.1

GPS变形监测网的优化设计

GPS变形监测网的质量控制指标

公路GPS沉降变形监测网与常规控制网一样要满足一定的质量

2GPS沉降变形监测的精度分析

要求。监测网优化设计的目的就是使监测网具有较高的质量，以满足控制网的不同需要,控制网的质量也可以从四个方面考虑，精度、可靠性、费用、灵敏度。不同用途的网可能对不同的质量指标有所侧重,对于变形监测网除了考虑前三个质量指标外，灵敏度是变形控制网需要满足的标准。

1.2基准点的布设原则

基准点点位应稳定，并且是地质条件非常稳定的地区，附近不存在严重的地面塌陷和影响基准点稳定的其它因素；基准点应该选择两个或两个以上并且距离沉降区域较近的区域，以保证监测有良好的观测精度；基准点点位要求天空开阔，点位周围不应有障碍物，点位应设在易于安装接收设备，与监测点距离适中而且高差不大，附近无强信号干扰、交通便利、安全可靠，点位附近不应有大面积水面；基准点应利于长期监测，由于基准点是整个监测网的基准，点位基准稳定，易于保存，所以一定要委托当地管理部门有偿维护，并签定维护协议、明确相互之间的责、权、利关系并建立好保护装置确保安全。1.3变形监测点的布设原则

GPS沉降监测点的布设要考虑该地区的沉降程度，对于沉降较严重的地区，GPS沉降监测点的密度应该大些，同时监测点布设应充分

下面结合铁朝高速公路沉降变形监测实例，对公路沉降变形监测的精度进行分析。

2.1GPS沉降变形监测网的精度分析

铁朝高速变形监测网，由7个基准（JZ03、JZ06、JZ08、JZ09、JZ10、JZ18和JZ21）组成了GPS基准网；由14个监测点（BJ01、BJ02、BJ04、BJ05、BJ07、BJ11、BJ12、BJ13、BJ14、BJ15、BJ16、BJ17、BJ19、BJ20）组成了GPS监测网。通过长时间的精密水准观测和基准分析，认定JG03点是稳定的，把JZ03作为基准起算点，解算整个GPS网。

表1GPS基准网的基线边长中误差和相对中误差

表1给出了GPS基准网基线解算的边长中误（下转第622页）

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GIS研究

2010年第1期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION○教学研究○科技信息

明确探索的内容和目标，确定适宜的要探索的知识空间。②提供充足的探索工具。学生探索学习必须借助一定的工具由直观的操作、演示观察再到抽象的思维，想象和分析，进而得出结论。③运用多样的探索形式。④营造宽松的探索氛围，只有这样，学生才能自主探索。2．2．3设计开放性练习，启发学生在探索中创新。

引导学生进行探索性学习，教师要努力创造条件，使学生最大限度地发挥其潜能，创造性的学习，从而培养其创新精神。除在教学新知识时引导学生用不同的方法去探索外，还可设计开放性练习启发学生在探索中创新。①设计一题多解，启发探索。②设计一题多变，诱发创新、思考。

下面的我总结了探究性课堂与传统课堂的主要差异。

探究性课堂：①认为关注学生的问题是很重要的，学生被视为对世界能主动产生认识的思考者。②一般采用的是互动的教学方式，教师的作用是对学生的学习环境加以调控。教师追求学生的观点，以便理解学生当前对概念的理解，设计后续的教学。③对学生学习的评价与数学教学整合在一起，评价形式通过教师对学生活动的观察，学生作品的展示以及成长记录袋等多种方式。④主要以小组的形式开展合作学习。

传统的课堂：①认为首先要严格地忠实于固定的课程，学生被视为“空盘子”，由教师往里注入信息。②一般采用的是讲授的教学方式，教师的作用是向学生派送信息。教师追求正确的答案以使学生的学习有效化。③对学生数学学习的评价被看成是与教学相对独立的两件事，并且评价形式几乎都是以考试的面貌出现。④学生主要经历的是个人独立的学习活动。

因此探究性学习的教案设计也不同于 …… 此处隐藏：3761字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……