gps技术在边坡稳定性监测中的应用

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1、万方数据2010阜第1期青海师范大学学报(自然科学版)JournalofQinghaiNormalUniversity(NaturalScience)2010No．1GPS技术在边坡稳定性监测中的应用马晓兵(陕西国土测绘工程院，陕西西安710054)摘要：从边坡稳定性监测的目的和要求出发，详细分析了GPS应用的整个过程，包括GPS监测网基准点的设置、监测网的观测方法、外业观测、数据处理、变形分析等内容．关t词：GPS技术,ia坡稳定性l变形观测I应用中固分类号P228．4文献标识码：A文章缩号：1001--7542{2010)01--0073-

2、-03边坡的稳定性受到边坡体的地质、水文、地形等条件以及工程建设等多种因素的影响，尤其是工程建设对边坡，主要是坡脚的破坏，使得边坡原有的保持边坡稳定的支撑力受到破坏，从而引起边坡体的移动，甚至引起滑坡．为保障建、构筑物和人民生命财产的安全，对边坡支护和治理工程的效果提供技术依据，必须进行边坡体稳定性的变形监测．全球定位系统(GPS)具有速度快、全天候、自动化、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点，广泛应用于大地测量、工程测量、地壳形变、滑坡监测等各种测量工程中．由于观测不要求点间通视，从而使监测设计工作简化，因此相比传统观测方法而言，利用GPS

3、进行边坡变形监测将更优越．1GPS边坡监测网的建立与观测某矿办公区建立在一个边坡体上，由地质勘探资料表明，其下覆岩层中有不稳定滑移层存在，为此需进行支护处理．为掌握支护的效果，须进行边坡体的变形监测．边坡体的范围不大，但作为办公区，地物密集，通视条件极差，因此，采用GPS技术进行监测成为最佳的选择．1．1基准点及监测点设置变形监测的基准点和观测点都应现场浇筑，采用强制归心装置，以保证观测的精度和可靠性．基准点的稳定性和其位置分布直接影响监测网观测点的可靠性，因此设计和现场定点时将点位分布在滑坡体周围的基岩上，地质条件良好稳定，且易于长期保存的地

4、方．点位周围障碍物高度的视角小于15。，每天保证能连续3小时观测到不少于4颗卫星，点位远离水域及发射体．基准网由3个永久控制点组成，见图1．根据边坡体的大小和范围以及地形条件，共设计监测点9个，大致形成3条剖面线，并将边坡体大致控制在点位范围内，这样可以有效地监测边坡体的变形情况，见图1．1．2GPS监测网的精度要求GPS边坡监测网的精度应满足《建筑变形测量规范》的规定和实际工程的需要，考虑边坡体滑移会造成巨大的危害，根据规范的规定，应选择二级作为变形测量的精度等级．其具体的精度要求如下表1．表1建筑变形测量的等级及其精度要求收稿日期：2009

5、--06--23作者简介：马晓兵(1970一)，男．陕西南郏人。测绘工程师．万方数据74青海师范大学学报(自然科学版)2010年圉1基准点与监测点观测网示意图二级变形观测网使用范围为：中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测；重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测．1．3GPS监测网的观测方法观测采用4台双频静态GPS同步观测，点、边混合网的方法，基准网的观测至少3小时且独立观测2次，监测网的观测将所有基准点包含在内，观测时间不短于2小时，起始观测亦为独立观测2次．根据二级精度的要求，选用的GPS接收机其标称精度应≤3mm+D×10一6，其观测符合

6、下表2的规定．衷2GPS观测技术要求观测时段数为6个，重复设站率为2，总基线数为36，必要基线数为11，独立基线数为18，多余基线数为7，同步环6个，异步环1个．1．4GPS监测网的观测周期根据一般边坡体的观测方案和稳定时间分析，设计观测期限为3年，在基准观测的基础上，前2年每半年观测一次，第3年观测一次，共观测5次．如果边坡体不能稳定，则应继续监测直至稳定．2监测数据处理方法GPS数据处理采用GAMIT精密星历解算软件对基线进行处理，然后进行网平差．基线解算时先认真检查点号和仪器高，确保其准确无误后，利用基线解算软件对全部基线进行解算并对解算

7、结果进行检查分析，剔除不合格的数据，如：闭合环较差大于2压(n为闭合环边数，o一士√而【两面石孑ram)；重复基线较差大于2佤等不合格与不可靠数据，数据利用率大于95％．平差前对重复基线、同步环、异步环进行检查．某次观测结果为：三者相对误差最大值分别为9．57ppm、1．05ppm、10．72ppm，基线符合规范设计要求，可进行控制网平差．3监测结果分析3．1监测结果计算对边坡进行了两次独立观测，取得准确的基准数据后，在抗滑施工处理前、后又对边坡体分别进行万方数据第1期马晓兵：GPS技术在边坡稳定性监测中的应用75了一次变形监测．第一次观测的数

8、据，经与基准数据进行比较分析，得出其点位未发生变化的结论，观测结果见表3．从表中可以看出，第一次监测X坐标最大差值0．0059m，Y坐标最大差值一0．