一种全自动GPS位移观测设备的测量方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种全自动gps位移观测设备的测量方法。

背景技术

随着近几年来我国经济的飞速发展，各地公路建设进入了一个前所未有的高峰期，路基是公路的重要组成部分，路基的高边坡受土质、雨水、冰雪的影响发生位移、沉降，容易产生塌方。传统的测量方法工作量大，重复工作多，且在高山地区的路基测量往往有很大的安全风险。随着gps(gnss)测量技术的方展，传统的导线、三角网、边角网等控制测量方法已被gps控制网取代。gps静态测量业精度高，全天候且无需控制点之间的通视。gps的这些优点也适合于位移观测，可以全自动记录与存贮观测数据，适合于路基高边坡及其它构筑物的位移观测，同样gps的大地高程也可用于沉降观测。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：传统的测量方法工作量大，重复工作多，且在高山地区的路基测量往往有很大的安全风险。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种全自动gps位移观测设备的测量方法，所述全自动gps位移观测设备，包括外业观测站设备和内业数据处理计算机及其软件两部分，所述外业观测站设备为基于gps的观测站设备或基于gnss的观测站设备，包括外业工作和内业工作，所述外业工作包括卫星观测及数据的存贮记录、格式转换、数据传送工作，内业数据处理工作包括已知的控制点与位移观测站的观测数据组成网进行基线解算自由无约束平差处理和约束平差处理，利用几次位移点平差的三维坐标进行位移分析，绘制不同时段的位移空间曲线图。

进一步的，观测数据通过内存卡或移动硬盘写入数据文件或通过有线或无线移动网络发送数据，发送数据时可选数据格式，或者数据写入存贮文件的同时转换格式利用网络发送数据。

进一步的，进行观测数据采集是连续作业，仪器置于观测房一直进行数据采集直到边坡稳定不需要再观测而折除为止，数据可以通过移动无线网或有线网络及存贮卡记录方式传入内业数据处理计算机，软件的数据处理可以连续运行，对于位移异常变化的点计算机发出警告，以便测量人员与总工处理。

进一步的，一种全自动gps位移观测设备的测量方法，所述外业工作，采用固定的强制对中观测墩，无人观测人员每次架设仪器产生整平对中误差，外业观测数据利用移动或有线网络传送。内业工作，是办公区内的电脑接收到各外业观测仪器发送的数据进行处理，内业静态数据处理软件可以设定收集外业仪器每小时的数据处理并分析或者每6小时甚至每24小时进行处理，数据处理软件自动化分析与计算平差，并显示各个外业仪器的空间位移(水平位移加高程沉降)，对于位移超过设定的限值进行报警显示。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：通过本发明，可自动观测与传输观测数据，外业采用固定的强制对中观测墩提高测量精度，内业可采用软件自动实时处理与分析，提高外业观测与内业处理的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例一

由图1可以看出，本发明的实施过程包括外业和内业工作两个方面。外业包括数据观测与记录存贮、数据格式转换、通过有线或无线网络传送数据，仪器的设置可选择数据输入存贮卡、通过有线网络发送、通过移动网络发送，也可以选择通过网络发送时可同时存入内存卡中备份以防有时网络不稳定而丢失数据，内存卡选用大容量，为了防止单个文件太大，仪器可设定每间隔1小时到24小时存贮一个数据文件，同时可选择采样间隔与卫星高度角，采用存贮卡为了防止数据存满而不能写入数据，可隔几天，如一周更换一张存贮卡，换卡时注意保存数据关机，换卡后再开机以防止数据丢失，也可将存贮卡换成移动硬盘存贮数据；内业工作包括接收网络数据组成基线解算、自由与约束平差、输出计算成果报告。

首先，建立外业观测点。选定适当的观测部位，即高边坡顶地质条件差容易位移、沉降位置设定观测点，建立仪器房，根据需要可采用砖混结构，建立架设仪器的固定观测墩，房顶采用可透光的有机材料(不可用庶挡卫星信号的金属板)作防雨层，设避雷针与无线网络发送设备，注意没有移动信号的山区需要采用有线网络传送数据，gps(gnss)接收机收集gps卫星信号记录内存或存贮卡中，同时转换统一的格式利用网络发送内业计算机。发送数据同时将接收机的状态信息也同时发送到内业计算机，接收机状态信息包括接收机卫星数、dpod、接收机电池电量等。设置观测点时需要避开电信移动基站与高压电塔100米以上，防止电磁干扰卫星信号。设定观测点网中，至少有三个控制点以便于约束平差，控制点应位于稳定的地点。控制点的已知坐标与高程可采用gps、全站仪与水准仪测定。

其次，数据传输的配置，如果观测点有移动网络信号，建议采用移动网络传送数据。需要办理移动网络流量卡，如果数据量大，观测时间长开通不限流量手机卡。如果观测点无移动网络信号只能采用有线网络传送观测数据，需要设置网络数据线。对于当地设定有线网络困难地区只能定期收集仪器内存卡数据。观测点仪器房需要测量人员管理，包括存贮卡数据定期数据收集(既无有线网络又无移动网络地区)，对于电池电量低的接收机定期更换充电电池等。

第三，数据格式的转换。好果采用不同类型的接收机，其数据格式不同，需要转换成统一的通用格式便于内业数据的处理。

第四，数据处理。外业各个观测站设定固定的ip地址，内业计算机利用各个ip地址端口接收数据，对于无网络的观测站定期去观测点采用数据。观测数据组成观测网，先进行基线的解算，再进行网的自由无约束平差，平差合格后再利用固定的控制点进行约束平差，几次的平差结果进行对比，绘制各观测点的空间位移曲线。

最后，计算分析。对各个观测站的位移空间曲线进行分析，拟合计算空间位移的回归方程，利各观测点的位移回归方程进行预测下一个时段的位移量大小，下次根据观测与平差计算的位移量进行异常分析对于存在位移异常点输出原因，位移异常与超标准的点软件发出警告，再进行重点观测分析。回归计算分析，可以用matlab软件编制程序自动实现。必要时测量人员与施工技术人员去现场查看。

应用本发明进行路基高边坡位移时，沉降作为竖直方向的位移分量处理，水平位移加沉降称为空间位移，如当地在偏远高山地区没有移动网络信号，又无法连接有线的网线，只有安装存贮卡的方法记录观测数据，但存贮卡的容量有限，需要定期更换存贮卡，注意更换存贮卡时需要先关机保存数据于文件中，安装完成再开机记录数据，电池的更换也需要关机再开机，为了连续记录数据，接收机可同时安装再块电池，测量人员可轮流更换充电电池。相对于传统的测量方法，观测自动连续进行，连续作业不需要测量人员每次架设仪器减少对中整平误差，数据可利用网络传送室内的计算机，做到外业、内业一体处理，提高了自动化程度与工作效率。