目前 GPS 技術(shù)在工程變形檢測中的應(yīng)用也已充分地顯示了這一技術(shù)的高精度與高效益。
一、 橋梁 GPS 位移監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢：
1、速度快、精度高
GPS 橋梁位移監(jiān)測系統(tǒng)可提供高速、高精度實時三維監(jiān)測。 GPS RTK 最快可達(dá) 10Hz 速率輸出定位結(jié)果，定位精度平面為 10mm ，高程為 20mm ，與傳統(tǒng)監(jiān)測方式比較，技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用價值明顯。在現(xiàn)今橋梁管理者對橋梁測試數(shù)據(jù)精確度要求極高的情況下， GPS 檢測系統(tǒng)成為首選方案，其為橋梁安全性的辨識提供了準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。
2、廣泛的應(yīng)用環(huán)境
在臺風(fēng)、地震多發(fā)區(qū)和高車流量及溫差變化大地區(qū)，橋梁的安全性監(jiān)測十分重要。采用 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)監(jiān)測橋梁在荷載下的位移，可為橋梁的安全運(yùn)行提供可靠的依據(jù)。 GPS 定位受外界大氣影響小，使用壽命長，可以在暴風(fēng)雨等惡劣環(huán)境中進(jìn)行實時監(jiān)測，這是其他測量方式所無法比擬的。
3、簡便、易操作性
系統(tǒng)通過軟件對橋梁進(jìn)行實時分析，橋梁管理者可以直觀地以圖形和聲音等方式對橋梁進(jìn)行動態(tài)實時監(jiān)控。可預(yù)置由已測定的或設(shè)計資料得出的橋梁每點的位移量和轉(zhuǎn)角門檻值，當(dāng)實際測數(shù)據(jù)超過門檻值時，立即發(fā)出報警，及時提醒橋梁管理部門根據(jù)實時監(jiān)測情況盡快做出相應(yīng)處理。
4、高度自動化和智能化
GPS 測定位移自動化程度高。從接收信號，捕捉衛(wèi)星，到完成 RTK 差分都可由儀器自動完成。所測三維坐標(biāo)可存入計算機(jī)進(jìn)行橋梁安全性分析。此外， GPS 橋梁位移監(jiān)測系統(tǒng)還具有穩(wěn)定性高，無須職守，抗干擾能力強(qiáng)和對其他設(shè)備無干擾等特點。真正是橋梁安全工作者的千里眼、順風(fēng)耳
5、高效性、經(jīng)濟(jì)性
同傳統(tǒng)人工監(jiān)測相比較：
• 不需要一些必要測試條件（如天氣狀況等）的保證；
• 節(jié)省了大量人工測試所需的時間。
• 極大地提高了工作效率。令橋梁管理上升到自動化、智能化的水平。
• 減除了大量費(fèi)時費(fèi)力的日常監(jiān)測工作，將監(jiān)測管理效率大大提高。同時也為橋梁的維護(hù)工作提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，從而提高了維護(hù)工作的效率。
由于傳統(tǒng)測量方法的缺陷，對橋梁的變形和累積損傷不能提供實時的數(shù)據(jù)分析，迫使橋梁管理者過早或者過晚采取措施，造成很多不必要的經(jīng)濟(jì)損失，令橋梁管理者對橋梁的狀況缺乏自信。而 GPS 橋梁位移監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)的衛(wèi)星定位和實時的軟件分析，為橋梁管理者提供準(zhǔn)確、穩(wěn)定、實時的數(shù)據(jù)分析，使其能夠準(zhǔn)確及時地進(jìn)行決策，從而避免了因過早采取行動導(dǎo)致的浪費(fèi)和過晚采取行動造成的事故損失，真正成為大橋的“守護(hù)神”。
二、橋梁GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)與傳統(tǒng)的測量方式的比較：
一、GPS大橋位移監(jiān)測系統(tǒng)概述
GPS 大橋位移監(jiān)測系統(tǒng)依靠架設(shè)在大橋上的GPS監(jiān)測站實時地（不間斷地）對建筑物（橋梁、樓宇、鉆井平臺等）的各個部分的三維坐標(biāo)進(jìn)行精確測量，并通過架設(shè)在橋上的通信系統(tǒng)以每秒10次的速率及時的將這些三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)回傳到設(shè)在大橋管理處的監(jiān)控指揮中心。與此同時利用監(jiān)控指揮中心計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，及時生成橋梁在大風(fēng)刮過時、溫度變化時、車輛通過時發(fā)生的扭曲和偏轉(zhuǎn)的報告，提示橋梁管理員目前的橋梁狀況是否有危險需要關(guān)閉橋梁。
二、GPS位移監(jiān)測原理
GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)原理
第四章 系統(tǒng)應(yīng)用舉例-----虎門大橋位移監(jiān)測系統(tǒng)
一 虎門大橋概況
虎門大橋工程是由跨越珠江水面的虎門大橋及東西兩岸引道和配套工程組成。全長為6車道。路全長15.762km。含有各種橋梁20座。其中虎門大橋長4606m，跨越在主航道上的主跨是888m的懸索橋，跨越輔航道270m的是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋及引橋，另外還有3座隧道。
二 虎門大橋監(jiān)控系統(tǒng)位移總體設(shè)計
整個系統(tǒng)是由GPS基準(zhǔn)站、GPS監(jiān)測站、光纖通信網(wǎng)和GPS監(jiān)測中心組成
三 虎門大橋GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)功能：
> 虎門大橋位移監(jiān)測系統(tǒng)是采用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)。該系統(tǒng)能24小時連續(xù)、實時監(jiān)控大橋在外界風(fēng)荷載、溫度變化、地震及車輛運(yùn)行荷載下的位移。
> 大橋的位移以圖形和聲音兩種方式提供報警信息。
> 正常情況下大橋位移測試結(jié)果以1Hz速率輸出并存入監(jiān)控中心服務(wù)器。
> 在特殊情況下，系統(tǒng)在進(jìn)行RTK的同時，監(jiān)測站GPS和基準(zhǔn)站GPS要能進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的傳輸，采樣速率可達(dá)5Hz。
> 監(jiān)測系統(tǒng)對大橋工作狀況能進(jìn)行監(jiān)控和報警如：
1．基準(zhǔn)站工作不正常，不能發(fā)出差分信息；
2．監(jiān)測站不工作；
> 虎門大橋位移監(jiān)測系統(tǒng)建立工作日志，記錄每天系統(tǒng)工作狀況。
> 在監(jiān)控中心能對監(jiān)測站、基準(zhǔn)站的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，如：
1．能啟動和關(guān)閉接收機(jī)工作；
2．能對接收機(jī)設(shè)置參數(shù)，如采樣率；
3．接收機(jī)工作狀態(tài)的設(shè)置：輸出RTK定位結(jié)果或同時輸出原始觀測值；
四 虎門大橋GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：
> GPS RTK位移監(jiān)測精度：水平位移精度1-2cm，高位精度2-3cm；
> GPS RTK定位結(jié)果輸出率1Hz-10Hz可選。正常工作為1Hz。
> 原始觀測值采樣率為1Hz-5Hz可選。
> 在RTK狀態(tài)下從接收衛(wèi)星信號到圖形顯示位移結(jié)果延遲時間為1.5秒。
> 繪制虎門大橋整體位移圖和各監(jiān)測點時程曲線見上圖。
> 繪制虎門大橋頻譜分析圖
