大坝两岸边坡滑坡体 GNSS自动化监测方案.docx
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大坝两岸边坡滑坡体GNSS自动化监测方案
某大坝两岸边坡滑坡体GNSS自动化监测方案
项目简介（本方案由:
北-京-华-星-智-控-提-供）
工程区位于凉山州木里县雅砻江中游河段内，为高山峡谷地区，岸坡陡峭，工程区滑坡体一期安全监测工程主要监测库区内的周家、八通、上田镇、下田镇、田三、下马鸡店、草坪七个滑坡体。
滑坡体平均坡度为30度左右，高差在700m~900m之间。
监测目的和任务
随着大坝施工建设的进行，水库滑坡及其影响区的稳定状态具备不确定性因素。
为及时掌握滑坡堆积区、新建筑物及加固围堰等的变形规律，预测边坡及滑坡可能变化的范围及其变化趋势，并能够及时采取相应的处理措施，建立长期监测系统显得十分必要和意义重大。
1监测的主要任务是
（1）针对滑坡体及影响区的具体特征、影响因素，建立较完整的监测剖面和监测网，使之成为系统化、立体化的变形监测系统；
（2）及时快速的对滑坡区及影响区位移量做出评价，并进行预测预报，将可能发生的地质灾害危害降到最低限度；
（3） 建立长期监测系统，对场地滑坡体的变形进行分析研究，为同类工程积累经验，丰富理论。
2监测应达到以下目的
（1）形成立体监测网；
（2）监测边坡及滑坡的变形动态，对其发展趋势做出预测预报；
（3）对比评价不同条件下及不同监测手段的监测数据，进一步预测边坡及滑坡变形的趋势，指导场地规划建设。
自动化监测系统工作原理
全球定位系统（globalpositioningsystem，缩写为GNSS）GNSS由空间部分、地面监控部分和用户接收机3部分组成。
在地球上任何位置、任何时刻GNSS可为各类用户连续地提供动态的三维位置、三维速度和时间信息，实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时。
通过近十多年的实践证明，利用GNSS定位技术进行精密工程测量和大地测量，平差后控制点的平面位置精度为1mm～2mm，高程精度为2mm～3mm。
应该说：
利用GNSS定位技术进行变形监测，是一种先进的高科技监测手段，而用GNSS监测滑坡是GNSS技术变形监测的一种典型应用，通常有两种方案
①用几台GNSS接收机，由人工定期到监测点上观测，对数据实施处理后进行变形分析与预报；
②在监测点上建立无人值守的GNSS观测系统，通过软件控制，实现实时监测解算和变形分析、预报。
传统监测手段
常规变形监测技术包括采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等常规测量仪器测定点的变形值，其优点是
（1）能够提供变形体整体的变形状态；
（2）适用于不同的监测精度要求、不同形式的变形体和不同的监测环境；
（3）可以提供绝对变形信息。
但外业工作量大，布点受地形条件影响，不易实现自动化监测。
特殊测量手段包括应变测量、准直测量和倾斜测量，它具有测量过程简单、可监测变形体内部的变形、容易实现自动化监测等优点，但通常只能提供局部和相对的变形信息。
摄影测量技术包括地面摄影测量技术和航空摄影测量技术。
近10余年来，近景摄影测量在隧道、桥梁、大坝、滑坡、结构工程及高层建筑变形监测等方面得到了应用，其监测精度可达mm级。
与其他变形监测技术相比较，近景摄影测量的优点是
（1）可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位信息；
（2）可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测；
（3）相片上的信息丰富、客观又可长久保存，有利于进行变形的对比分析；
（4）监测工作简便、快速、安全。
但摄影距离不能过远，且大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备，摄影测量技术在变形监测中应用尚不普及。
4GNSS自动化监测系统的优缺点
优点
利用GNSS定位技术进行滑坡等地质灾害监测时具有下列优点：
1）测站间无需保持通视：
由于GNSS定位时测站间不需要保持通视，因而可使变形监测网的布设更为自由、方便。
可省略许多中间过渡点（采用常规大地测量方法进行变形监测时，为传递坐标经常要设立许多中间过渡点），且不必建标，从而可节省大量的人力物力。
2）可同时测定点的三维位移：
采用传统的大地测量方法进行变形监测时，平面位移通常是用方向交汇，距离交汇，全站仪极坐标法等手段来测定；而垂直位移一般采用精密水准测量的方法来测定。
水平位移和垂直位移的分别测定增加了工作量。
且在山区等地进行崩滑地质灾害监测时，由于地势陡峻，进行精密水准测量也极为困难。
改用三角高程测量来测定垂直位移时，精度不够理想。
而利用GNSS定位技术来进行变形时则可同时测定点的三维位移。
由于我们关心的只是点位的变化，故垂直位移的监测完全可以在大地高系统中进行。
这样就可以避免将大地高转换为正常高时由于高程异常的误差而造成的精度损失。
虽然采用GNSS定位技术来进行变形监测时，垂直位移的精度一般不如水平位移的精度好，但采取适当措施后仍可满足要求。
3） 全天候观测：
GNSS测量不受气候条件的限制，在风雪雨雾中仍能进行观测。
这一点对于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害监测是非常有利的。
4） 易于实现全系统的自动化：
由于GNSS接收机的数据采集工作是自动进行的，而且接收机又为用户预备了必要的入口，故用户可以较为方便地把GNSS变形监测系统建成无人值守的全自动化的监测系统。
这种系统不但可保证长期连续运行，而且可大幅度降低变形监测成本，提高监测资料的可靠性。
5） 可以获得mm级精度：
mm级的精度已可满足一般崩滑体变形监测的精度要求。
需要更高的监测精度时应增加观测时间和时段数正因为GNSS定位技术具有上述优点，因而在滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的监测中得到了广泛的应用，成为一种新的有效的监测手段。
缺点
利用GNSS定位技术进行地质灾害监测时也存在一些不足之处，主要表现在
点位选择的自由度较低：
为保证GNSS测量的正常进行和定位精度，在GNSS测量规范中对测站周围的环境作出了一系列的规定。
如测站周围高度角15°以上不允许存在成片的障碍物；测站离高压线、变压器、无线电台、电视台、微波中继站等信号干扰物和强信号源有一定的距离（例如200~400m）；测站周围也不允许有房屋、围墙、广告牌、山坡、大面积水域等信号反射物，以避免多路径误差。
但在崩滑体的变形监测中上述要求往往难以满足，因为监测点的位置通常是由地质人员根据滑坡、断层的地质构造和受力情况而定，有时又要考虑利用老的观测墩和控制点。
测量人员的选择余地不大，从而使不少变形监测点的观测条件欠佳。
监测系统组成
（1）GNSS接收机部分：
即各GNSS参考站、监测站接收机，负责变形监测原始数据的采集；
（2）数据传输子系统：
负责传感器系统所采集数据实时的传输到控制中心，根据系统的特点，本系统采用无线高频的方式进行数据传输；
（3）辅助支持系统：
由监测现场及监控中心，其辅助整个GNSS自动化监测系统正常运行的设备组成，包括供电、避雷、综合布线及外场机柜等子系统组成。
6GNSS参考站选址
GNSS参考站选址要求应满足以下要求：
覆盖并均匀分布整个监测区域，并兼顾参考点距离监测点最近的原则；
场地稳固，年平均下沉和位移小于2mm；
视野开阔，视场内障碍物的高度不宜超过15°；
远离大功率无线电发射源（如电视台，电台，微波站等），其距离不小于200远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50m；
尽量靠近数据传输网络；
天线蹲的高度不低于2米；
观测标志应远离震动源。
参考站观测墩示意图
滑坡体监测站布设图
滑坡体一监测点位布置图
滑坡体二监测点位布置图
监测站安装示意图
监测软件
（本方案由:
北-京-华-星-智-控-提-供）编辑杨文正
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