Page 41 - 土木工程的测绘技术与应用研究

第二章 测绘工程变形监测

和高程的特性，全站仪设站一般有两种方法：第一种是将全站仪设置在控制点上，
通过录一个后视控制点进行设站定向；另一种方法是自由设站法，即全站仪自由
设站，以另外两个后视控制点，监测点的坐标依据两者所测得的水平角度、水平

位移和高差得出。对于一些精度要求较高的变形监测工程和项目，首先按照规范
要求埋设相应的标识和标志，对于工程测量的控制点，应选取在稳定且易于保护
的位置进行设置。因为全站仪得到的高程数据，其精度较低，同时在进行棱镜高
和仪器高的测量存在误差，获得的结果不准确，所以仪器的高程结果一般不宜使

用，只用高精度的水准仪进行沉降监测。在各个观测周期中，可以通过后期监测
的坐标与初始监测的坐标求差，得到监测点的水平位移变形量。
2.GPS 测量技术
（1）GPS 建筑物监测原理和发展现状

GPS 技术，它的全称为全球定位系统测量技术，是采用载波相位双差数学模
型解决 GPS 测量过程中由于卫星及接收机的时钟误差、卫星轨道和大气误差等
对监测目标的检测结果产生的影响的一门技术。GPS 相对定位的原理，就是用一
定数量的 GPS 接收机，进行 GPS 卫星信号的追踪和捕获，将载波相位观测的数值，

通过对其进行求差，获得各个观测站之间的基线向量，最终对其他各个观测点的
坐标进行计算。该方法的优势在于可以消除和削弱部分误差，比如对流程延迟、
电离层延迟和卫星种差等这些误差，因此应用 GPS 技术获得了相对精度很高的
位置信息。GPS 静态测量进行过程中，一般将 GPS 接收机的天线看作是相对静

止状态的，因此在进行 GPS 信号的数据处理时，其位置不受时间的变化的影响，
通过接收到的卫星数据的变化来求得待定点的坐标。在进行 GPS 静态测量时，
其具体的观测模式是采用两台或者两台以上的接受设备，分别安置在一条或数条
基线的两个端点，当同步观测的卫星数达到 4 颗及以上，同时观测时长的要求为

每时段长 45min 至 2h 或者更多时间。同时在测量时，所有的已观测基线若能够
组成一系列的封闭图形，对进一步提高定位的精度有一定帮助。
直到 20 世纪末期，卫星的定位技术、导航技术和通讯技术交相结合，使得
GPS 空间定位技术迎来了飞速发展。该技术从静态测量发展到动态测量，由最初

只能进行单点定位，逐步发展可进行局部和广域分差，由最初只能进行事后处理
到现在可以进行实时的定位和导航，范围也逐渐扩展，实现了基本全球可以进行
定位，相对进度也有很大提升，可实现亚厘米级的定位精度。加上即时通讯技术

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