GPS在滑坡监测中的应用.pdf

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1、杨育丽等：GPS在滑坡监测中的应用109GPS在滑坡监测中的应用杨育丽，王雪平，党星海(兰州理工大学土木工程学院，兰州730050)【摘要】介绍了山区边坡监测的传统方法的缺陷和新型GPS监测技术的优势，通过某山区边坡的变形监测介绍了GPS技术用于变形监测的方法，包括监测网的布设，数据的采集与处理，监测结果的分析等。实践证明，GPS用于山区边坡监测定位精度高，具有优越性，值得推广。【关键词】山区边坡监测；GPS；变形监测【中图分类号】TU753【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)02—0109—02近几年来随着山地自然灾害现象的频繁发生，山

2、体滑坡灾害成为一个备受关注的安全问题，山体滑坡会造成山间交通要道阻塞，给人带来巨大财产损失，甚至危及生命，为了预防山体滑坡对居民造成危害，所以对山区边坡进行变形监测是非常重要的。传统的边坡监测方法进行变形监测时大都是用图1cPs数据处理基本流程图经纬仪、水准仪，或全站仪等仪器进行，利用这些常规仪器难以监测地表位移的实时变化，效率较低，而且2．1边坡简介所使用的光学仪器受外界环境影响很大，譬如温度变该边坡位于某山区村庄后山坡，由于该村庄所有化的影响，大气垂直折光的影响，仪器和标尺垂直位居民住宅都位于该山体脚下，该山体发生地震后具有移的影响等。不稳定性，为了保证居

3、民的安全，需要对该山体边坡GPS具有很高的定位精度，自动化程度高，观测时进行变形监测，以便为居民提供危害预报。间短，可以全天候实时监测，监测站之间不需相互通2．2GPS边坡监测网的布设视，受外界影响小，可以实时处理分析数据。所以在GPS边坡监测网由基准网和变形网两级网构成，山区边坡变形监测中，GPS比传统常规仪器具有很大首级网是由监测点构成的基准网，二级网是由边坡监的优势。测点构成的变形网。在基准网控制下，计算边坡监测1GPS边坡变形监测系统方案及数据处理模型点各期观测量与首期观测值的坐标差，即可判断边坡1．1GPS边坡监测方案是否变形，是否稳定。．GPS边坡

4、监测网主要由基准点和监测点组成。基监测点要根据边坡体特点来选择，对现场条件进准点要尽可能稳定并便于长期保存，通常埋设在稳固行野外勘察后，布设的变形监测网见图2，基准点的基岩上，或设在变形范围以外。ZG200和ZG201，布设在该山体边坡以外稳定基岩上，监测点位于被监测的边坡体上，布设在能反映监监测点ZG250一ZG255，布设在本边坡体上。测对象变形明显的部位⋯。边坡监测系统网形设计，应着重考虑现场的监测条件，并且要以GPS网图形构成的基本概念及设计原则为基准。目前，进行山区边坡变形监测，一般在可能发生滑坡的影响区域以外选择基准点，在边坡坡体上选择监测点，建立

5、三角网构成监测网络。1．2GPS变形监测数据处理模型GPS数据处理过程大致分为以下几个阶段：GPS测量数据的传输、观测数据的处理、基线解算、GPS网图2边坡监测网示意图平差，以及变形分析等。GPS数据处理基本流程图如图1所示。2．3数据采集与处理2GPS山区边坡监测技术实例在2011年5月和8月，对该山区边坡进行了两期1lO低温建筑技术2013年第2期(总第176期)监测。本次监测采用合众思状E630GGPS接收机，用大的点为ZG25l，每个监测点的变形方向基本一致，所静态相对定位的方法进行野外数据采集，基准点的观以该边坡应该采取防护措施，以免对山脚下居民造成

6、测利用2台GPS接收机；监测点上利用6台GPS接收危险。机。基准点上观测3个时段，每时段4h，监测点上连表3第二期边坡点位移精度续观测2h。在采集数据时，GPS比常规测量仪器自动化程度高，不需测量人员看守，所以跟传统常规测量点名称坐标／raX轴误；~／raraY坐标／mY轴误差／mra仪器监测方法相比，极大地减轻了测量员的工作强度。内业数据处理采用合众思状GPS随机软件，首先将GPS接收机上的外业观测数据下载存储到计算机上，然后再进行数据解算处理，具体外业数据解算主要包括以下步骤。(I)检验闭合环。表l列出了两期GPS监测网的环闭合差精度，从表1中可知，经空间

7、无约束平差后各项精度指标都符合测量规范要求，达到了预期目标，从软件生成的残差图可以看出观测数据质量较好，符合高精度边坡变形监测的要求。表1闭合环精度统计3结语本文讨论了传统边坡监测方法的缺陷，并通过实(2)GPS监测网平差。对两期数据进行约束平例验证了GPS监测技术的优势，指出GPS技术代替传差后可得到各监测点每期的点位精度，统计结果如表统变形监测方法可以满足边坡位移监测的要求，采用2和表3所示。GPS技术进行山区滑坡的稳定性监测，具有可操作性得到各监测点的点位精度，如表2和表3所示。更强、精度更高、不受气候条件约束以及高度自动化等优点，能够为预测边坡变形提供

8、更可靠的监测资表2第一期边坡点位移精度