隔河岩大坝外观gps自动化监测

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1、摘要：本文在介绍隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统结构和工作原理的基础上，客观地分析和论述了GPS自动化监测系统技术的先进性，应用GPS自动化监测系统的优越性，隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统的作用，以及应用该系的意义。最后，对如何推广该技术提出了一些建议。关键词：GPS自动化监测先进性优越性作用及意义一，引言隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统，是二十多名科技人员，经四年联合攻关，于1997年8月建成的我国第一套大坝外观GPS自动化监测系统，至今一直在正常运行(期间经1999年12月和2002年6月

2、两次软件升级和系统优化)。经五年多的实践检验，尤其经1998年特大洪水的考验，己证明该系统是较完善的、技术是成熟的、生产实践上是可行的。可以，也应该在全国各大坝及有关领域中推广应用。本文就该系统的先进性、优越性、可靠性、作用及意义做些论述，希望对该技术的推广起点积极作用。二、“隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统”的组成及工作原理〔1〕隔河岩大坝位于湖北省长阳土家族自治县境内，为三园心变截面重力拱坝，外园孤半径312m，最大坝高151m，坝顶孤线全长653m，坝顶高程为206m。高程150m以下为拱坝，

3、150m以上为垂力坝。座落在水库坝西岸脚下的隔河岩水电站，总装机容量为120万KW，年发电量为30亿KW/h，是华中电网调峰调频骨干电站。“隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统”由数据采集、传输、处理（包括分析、管理）三大部分组成。1．GPS数据采集全系统由七台GPS组成，其中GPS1、GPS2为基准站，GPS3——GPS7为坝面外观监测站，其中GPS3位于坝肩，GPS6位于拱冠。2．数据传输GPS通信系统是GPS大坝外观变形自动化最基本的环节，系统的设计本着简单、先进、可靠、易于维护的原则，采用光纤通

4、信。采集，传输，数据处理三大部分采用局域网络，联成一个有机的自动化系统〔2〕〔3〕，网络结构见图1。3．数据处理数据处理包括总控、数据处理、数据分析、数据管理四个模块组成，这是GPS自动化监测系统的核心。总控模块负责整个系统数据传输控制，数据流的分发、管理和对七台GPS接收机工作状况的实时监控；数据处理模块〔4〕负责数据格式转换、清理、基线解算、平差计解算、坐标转换、输出、精度评定等；数据据分析模块负责变形参数精度、灵敏度分析、基准稳定性分析、变形量时序、频谱分析、变形直观图输出、显示等；数据管理模块

5、负责数据压缩（4：1），进库、转贮、库文件管理、打印各种报表等。数据流程见图2三、“隔河岩大坝外观GPS自动化监测系统”技术的先进性和可靠性1、从以上工作原理可看出，“大坝外观GPS自动化监测系统”是以现代卫星大地测量理论、技术为基础，以基于多元统计分析的数据处理和变形分析理论、技术为核心，以现代通讯和计算机网络技术为手段，实现精密监测工程自动化的监测系统，它是GPS定位技术、数字通讯技术、计算机网络技术、自动控制技术、精密工程测量技术和现代数据处理技术等高新技术的集成，成功地将GPS应用于大坝外观变

6、形监测，且实现长期、连续、全自动实时监测，为大坝监测领域做了开创性的贡献。2、“大坝外观GPS自动化监测系统”，能同步、实时提供大坝外观各监测点的三谁变形量，水平和垂直位移监测精度达亚毫米级〔6〕。系统实现从数据采集、传输、处理、分析、显示、存储全自动化，系统响应速度少于10分钟，这些指标都处于国际领先水平（本项目获1999年度湖北省科技成果进步一等奖）。3、“大坝外观GPS自动化监测系统”研制的自动数据处理、总控、数据分析、数据库管理四个软件有自主知识产权(软件著作权)，天线保护罩申请了新型实用专利

7、。这些，都填补了我国在该领域的空白。4、“大坝外观GPS自动化监测系统”，自1997年8月开始运行，至今一直在全天候、无人值守地自动运行（除电源故障停止工作外），即使在汛期、泄洪、暴风雨等恶劣气候条件下，系统仍然能正常运行，可靠性高达96％以上。从而证明系统技术的成熟、可靠〔5〕。四，“大坝外观GPS自动化监测系统”的优越性常规的大坝外观监测方法，是水平位移和垂直位移采用不同仪器设备分别进行。水平位移一般采用经纬仪导线法、边角网法或视准线法，垂直位移采用精密几何水准法。这些方法都受外界气候条件影响大，

8、手工或半手工操作，工作量大，作业周期长。与常规方法相比，GPS自动化系统有以下优点：1、不受气候等外界条件影响，可全天候监测常规方法所用的仪器设备是基于几何光学原理工作，故不能在黑夜、雨、雾、雪、大风、泄洪等气象条件下正常观测。而GPS自动化监测系统则不受外界气候条件的影响，尤其在大坝安全的关键时刻，即在风、雨交加的汛期，都能及时提供大坝变形量，这是常规方法无法实现的。2、所有变形监测点的观测时间同步，能客观反映某一时刻大坝各监测点的变形状况用常规监测方