自动监测新技术在大坝表面变形监测中的应用
濮久武发明专利——高精度免调节变形监测通用棱镜组在大坝安全监测中应用
高精度免调节变形监测通用棱镜组在大坝安全监测中应用一、基本情况变形监测是反映大坝安全状态的三大物理量之一。
大坝的异常变形可导致裂缝、渗流、滑坡、倾覆等破坏现象，往往是大坝破坏事故的先兆。
变形监测项目主要包括大坝水平垂直位移等监测，目前广泛使用全站仪工程测量法进行现场观测。
现场观测中，全站仪等光电仪器需使用配套的常规棱镜组作为观测目标，这种常规棱镜组由连接螺栓、带圆气泡可调平基座、支架、棱镜等4部分组成。
棱镜组整体高度约240mm，可调平基座圆气泡分划值一般为8′/2mm。
基座及支架偏心差、基座圆水准轴误差以及调平误差共同影响导致的目标点平面对中误差一般在±0.5mm以上，有时甚至在±1mm以上；因量取目标高导致的目标点高程中误差一般在±0.4mm以上，难以满足高精度变形监测要求。
二、成果创新常规棱镜基座目的是使得棱镜中心与观测墩底座中心的平面坐标一致，在高程上必须通过量取观测墩底座面与棱镜中心的高差得到观测墩底座面的高程，从而通过观测棱镜中心的平面或三维坐标位移量得到观测墩的位移量。
实际上，在变形监测中计算的是本次观测坐标相对于原始观测坐标的位移量，不需得到观测墩底座中心的绝对坐标，只要在每次变形观测时棱镜中心与观测墩相对位置保持不变，通过观测棱镜中心的坐标位移量即可得到观测墩的位移量。
部分工程采用了固定棱镜的做法比如长期将常规可调平棱镜组安装在野外，受日照、雨淋、刮风、温差等外界环境影响，一段时间就产生了气泡偏移棱镜偏斜，导致棱镜中心位置发生明显变化；有的将一根支杆拧紧在强制对中底座中心螺旋中，再将棱镜头安装在枝杆上，每次支杆重新安装后棱镜中心位置都会产生明显偏移；也有的直接采用一根支杆安装在观测墩上，一旦支杆损坏便造成监测资料不能延续。
高精度免调节变形监测通用棱镜基座与观测墩底座采用机械拧合的方式连接，确保变形观测重新安装棱镜组后棱镜中心与观测墩的相对位置（三维位置）固定不变。
无浮托引张线在葛洲坝大坝变形监测中的应用
过程。２００３年，建成长度为 １６８．１３ｍ的第 １条无浮 托引张线 ＥＸ３１；在 ＥＸ３１引张线成功运行后，２００５年，
１．２ 线体最大垂度与挂锤重量的关系及计算方法
建成长度为 ２８７．５２ｍ的 ＥＸ２８无 浮 托 引 张 线；２００６
引张线常用来监测坝体同一水平截面上的水平位 年，为研究长度超过 ５００ｍ的无浮托引张线性能，在葛
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮｏｎｆｌｏａｔｉｎｇＴｅｎｓｉｏｎＷｉｒｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ ｉｎＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＧｅｚｈｏｕｂａＤａｍ
ＺＨＡＯＺｈｅｎｊｕｎ，ＴＵＹｕａｎｙｕａｎ
（ＣｈｉｎａＹａｎｇｔｚｅＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，Ｃｈｉｎａ）
变形是大坝结构性状和安全状态最直观、最有效 的反映，是大坝安全监测的主要内容之一［１］。引张线 法是大坝变形监测的主要方法之一，传统引张线采用 钢丝，受钢丝线体重量影响产生较大垂度，中间需布置 浮托装置，称为浮托引张线法。这种方法需要人工补 充浮液和调整线体高度，且线体易受浮液的黏性影响， 线体灵敏度和测值精度不高。随着 ＣＦＲＰ、ＤＰＲＰ等轻 质高强新型复合材料的发展和应用，使无浮托引张线 监测技术 成 为 可 能［２］。 无 浮 托 引 张 线 技 术 即 是 采 用 新型复合材料线体作为引线线体，因线体质量较轻，因 而可取消中间的浮托装置。
１ 无浮托引张线原理
１．１ 无浮托引张线悬链方程 图 １为无浮托引张线示意图，设左右两端挂锤重
量分别为 Ｍ１和 Ｍ２，线体单位长度重量为 ｑ，Ｌ为引张
收稿日期：２０１９－０９－２０ 作者简介：赵振军，男，工程师，主要从事大坝安全监测方面的工作。
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水电与新能源
水利工程施工中的大坝变形监测测量技术与误差控制方法实例
水利工程施工中的大坝变形监测测量技术与误差控制方法实例近年来，水利工程的建设越来越受到人们的关注。
而大坝作为水利工程中重要的构筑物，其安全性与稳定性的问题备受关注。
在大坝施工过程中，变形监测测量技术的应用和误差控制成为关键，它们对保证大坝的安全运行起着重要的作用。
一、大坝变形监测测量技术1. 银河测距法银河测距法是一种传统的大坝变形监测测量技术，它基于恒星光的位置变化来测定大地表面的变形。
这种方法精度高，适用于长周期变形的监测，但需要在夜间进行，时间成本较高。
2. 全站仪测量法全站仪测量法是使用全站仪对大坝各个关键点进行测量，通过计算坐标的变化来判断变形情况。
该方法操作简单，准确度较高，但需要现场工作人员手动进行操作，对施工进程会有一定的影响。
3. GNSS测量法GNSS即全球导航卫星系统，它是一种通过卫星信号测量位置、速度和时间的方法。
GNSS测量法可以实时监测大坝的变形情况，精度较高，对施工过程影响较小，但需要基站和移动站之间有一定的距离。
二、误差控制方法1. 校正器的使用为了减小测量误差，可以在测量过程中使用校正器对设备进行校正。
校正器可以通过标定数据与实际观测数据之间的差异，来对仪器误差进行校正。
这样可以提高测量的准确性。
2. 数据处理与分析在大坝的变形监测中，数据处理与分析起着重要的作用。
通过对原始数据进行滤波、插值等操作，可以提高数据的可信度，在分析结果时能够更加准确地判断出变形情况。
3. 参考文献比对在误差控制的过程中，可以借助参考文献对测量结果进行比对。
通过与已有的研究成果对比，可以找出潜在的误差来源，并进行修正。
这有助于提高测量的精度。
三、实例：某水利工程大坝变形监测为了验证以上所述的变形监测测量技术与误差控制方法，我们在某水利工程的大坝上进行了实验。
我们选取了三个关键点进行测量，分别使用银河测距法、全站仪测量法和GNSS测量法进行监测。
同时，我们使用了校正器对设备进行了校正，对测量数据进行了滤波处理，并与参考文献进行了比对。
大坝安全监测自动化系统应用现状及发展趋势
大坝安全监测自动化系统应用现状及发展趋势摘要：随着科学技术的发展，我国的大坝安全检测自动化技术有了很大进展。
安全监测可为大坝全生命周期的安全管理提供技术支撑。
对中国大坝安全监测自动化系统发展历程以及采集控制、通讯传输、管理系统三大关键技术进行了介绍，调研了中国典型工程的大坝监测自动化系统实施情况、市场占有率较高的采集控制单元主要参数及变形监测自动化系统的新技术新方法。
本文首先分析了风险评估基本原理，其次探讨了监测自动化关键技术，然后就大坝安全风险评估进行研究，最后论述了监测自动化系统展望，以供参考。
关键词：大坝安全监测；自动化系统；采集控制引言大坝安全风险评估可充分考虑各种环境因素以及大坝结构本身所存在的种种不确定性对大坝安全运行的影响，能反映一旦大坝失事所造成的后果对大坝安全性的要求，能综合考虑大坝运行、社会、环境、经济、人员等方面的要求，因此，对大坝安全状况所做出的评价更符合实际要求。
1风险评估基本原理大坝安全风险评估通过分析与计算，确定各种风险发生的可能性，以及大坝发生风险事故后所造成的损失，由此得出大坝的风险等级，从而依据接受准则制定针对性的应对策略和控制方案。
（1）风险识别。
风险识别用来识别可能引起大坝产生风险的风险源。
风险源可以是内部的，也可以是外部的。
外部的风险源包括地震、台风、强降雨、超标准洪水（含上游非正常泄水）等自然环境因素，也包括上游可能失事的大坝、养鱼的网箱、船只、滑坡体、泥石流沟等；内部的风险源包括组成大坝枢纽建筑物的大坝、泄水建筑物、引水发电建筑物、导流洞堵头（含底孔）、船闸、升船机、鱼道、过木建筑物、工程基础、闸门及启闭机等。
（2）风险分析。
风险分析指对各个风险源推演可能发生的风险事件。
一个风险事件可能产生另一个更为严重的风险事件，建议依据实际情况进行风险事件推演，建立风险路径图，对每个风险事件进行可能性和风险损失分析，确定风险等级。
大坝安全风险事件包括溃坝、漫坝、滑坡、泥石流、水淹厂房、堰塞湖、坝体坝基渗透破坏、坝体坝坡失稳、泄水及消能设施冲刷破坏、泄水建筑物进水口淤堵、泄水闸门启闭设备和电源故障等。
变形监测技术在建筑施工中的应用
变形监测技术在建筑施工中的应用在当今的建筑施工领域，变形监测技术正发挥着日益重要的作用。
它就像是建筑施工过程中的一双“慧眼”，时刻关注着建筑物的细微变化，为保障施工质量和安全提供了关键的支持。
变形监测技术，简单来说，就是通过各种测量手段和仪器设备，对建筑物在施工过程中的位移、沉降、倾斜等变形情况进行监测和分析。
其目的是及时发现潜在的问题，采取相应的措施，避免事故的发生，同时也为优化施工方案提供依据。
在建筑施工中，变形监测技术的应用范围非常广泛。
从高层建筑到大型桥梁，从地下隧道到水利大坝，几乎涵盖了所有的大型工程建设项目。
例如，在高层建筑的施工中，由于楼层的不断增加，建筑物的重心会发生变化，容易导致倾斜和不均匀沉降。
通过变形监测，可以实时掌握建筑物的垂直位移和倾斜度，及时调整施工方案，确保建筑物的稳定性。
在桥梁施工中，特别是大跨度桥梁，桥梁结构在施工过程中会受到各种荷载的作用，如自重、施工设备的重量等。
变形监测可以监测桥梁的变形情况，保证桥梁在施工过程中的安全和质量。
那么，变形监测技术是如何实现的呢？这离不开一系列先进的测量仪器和方法。
常见的测量仪器包括水准仪、全站仪、GPS 接收机等。
水准仪主要用于测量高程变化，全站仪可以同时测量角度和距离，实现对建筑物的三维测量，而 GPS 接收机则利用卫星定位技术，实现对建筑物的高精度定位和监测。
在测量方法上，有传统的水准测量法、三角测量法，也有现代的基于卫星定位技术的测量方法和基于传感器的自动化监测方法。
水准测量法是一种经典的测量方法，通过测量不同点之间的高差来计算沉降量。
三角测量法则通过测量角度和距离来确定建筑物的位置和变形情况。
随着技术的发展，基于卫星定位技术的测量方法和基于传感器的自动化监测方法越来越受到青睐。
卫星定位技术可以实现大范围、高精度的监测，而传感器则可以实时采集数据，实现自动化监测，大大提高了监测效率和精度。
在实际的建筑施工中，变形监测方案的制定是至关重要的。
智能测控工程在水利工程中的应用
智能测控工程在水利工程中的应用水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，对于保障人民生命财产安全、促进经济发展和社会稳定具有至关重要的作用。
随着科技的不断进步，智能测控工程在水利工程中的应用越来越广泛，为水利工程的高效运行和科学管理提供了有力的支持。
智能测控工程是一门融合了测控技术、计算机技术、通信技术和自动控制技术等多学科知识的综合性技术。
它通过对各种物理量、化学量和生物量等参数的实时监测和控制，实现对系统的智能化管理和优化运行。
在水利工程中，智能测控工程主要应用于水文监测、水资源调度、水利设施运行监控、水环境保护等方面。
在水文监测方面，智能测控技术的应用极大地提高了监测的精度和效率。
传统的水文监测方法主要依靠人工观测和简单的仪器测量，存在监测数据不准确、不及时等问题。
而智能测控系统则可以通过安装在河流、湖泊、水库等水域的传感器，实时采集水位、流量、流速、水质等参数，并将数据通过通信网络传输到监控中心。
监控中心的计算机系统对这些数据进行处理和分析，及时掌握水文变化情况，为防洪抗旱、水资源管理等决策提供科学依据。
例如，在洪水来临时，智能测控系统可以实时监测水位的上涨情况，并及时发出预警信号，为人员疏散和防洪抢险争取宝贵的时间。
水资源调度是水利工程中的一项重要任务，关系到水资源的合理利用和优化配置。
智能测控工程在水资源调度中的应用，可以实现对水资源的实时监测和精准调度。
通过在水库、渠道、泵站等水利设施安装传感器和监控设备，可以实时掌握水资源的存储量、流量和分配情况。
利用计算机模型和算法，对水资源进行优化调度，确保水资源在不同地区和不同用户之间的合理分配，提高水资源的利用效率。
例如，在干旱季节，智能测控系统可以根据各地的需水情况和水资源储备量，合理调配水库的放水流量，保障农业灌溉和居民生活用水的需求。
水利设施的运行监控是保障水利工程安全稳定运行的关键。
智能测控工程可以对大坝、闸门、泵站等水利设施的运行状态进行实时监测和故障诊断。
水利工程中的智能监测技术应用
水利工程中的智能监测技术应用水利工程作为关乎国计民生的重要基础设施，对于水资源的合理调配、防洪减灾以及能源供应等方面发挥着关键作用。
随着科技的不断进步，智能监测技术在水利工程中的应用日益广泛，为水利工程的安全运行和高效管理提供了强有力的支持。
智能监测技术在水利工程中的应用具有多方面的优势。
首先，它能够实现实时、连续的监测，大大提高了数据采集的频率和精度。
相比传统的人工监测方式，智能监测系统可以在无人值守的情况下，全天候不间断地工作，及时获取工程运行的各项数据。
其次，智能监测技术能够对大量的数据进行快速处理和分析，帮助工程管理人员迅速发现潜在的问题和风险。
再者，通过远程传输和共享监测数据，使得不同地区的专家能够共同参与工程的评估和决策，提高了工作效率和决策的科学性。
在水利工程中，传感器技术是智能监测的基础。
各种各样的传感器被广泛应用于监测水位、流量、水压、水质、温度、位移等关键参数。
例如，水位传感器可以实时准确地测量水库、河道的水位变化；流量传感器能够精确计算水流的速度和流量；位移传感器则用于监测大坝、堤防等结构的变形情况。
这些传感器将采集到的数据转化为电信号，传输给数据处理系统。
数据传输技术在智能监测中也起着至关重要的作用。
传统的有线传输方式存在布线困难、维护成本高等问题，而无线传输技术的发展则有效地解决了这些难题。
目前，常见的无线传输技术包括蓝牙、Zigbee、WiFi 以及移动通信网络等。
这些技术能够将传感器采集到的数据快速、稳定地传输到远程的监控中心，确保数据的及时性和完整性。
数据处理和分析是智能监测的核心环节。
通过运用先进的算法和模型，对采集到的数据进行深入挖掘和分析，可以发现数据中的规律和趋势，为工程的运行和管理提供决策依据。
例如，利用时间序列分析方法可以预测水位和流量的变化趋势，提前做好防洪和调度准备；通过建立结构健康监测模型，可以评估大坝、桥梁等水利设施的安全性，及时发现结构损伤和隐患。
GPS在大坝变形观测中的应用
・
３ － ８
贺
疆 ：Ｇ Ｓ在大 坝变 形观测 中的 应用 Ｐ
统、数据处理等。其中 Ｇ Ｓ多天线控制 器是核心，它 Ｐ 由硬件和软件控制两大部分构成，最新开发 的 Ｇ Ｓ Ｐ 多 天线控制器采用嵌 入式工业控制计算机，配有 Ｄ 液 传输技术、计算机实时控制技术等有机的结合 ，使接
接收机， 再将Ｇ Ｓ Ｐ 接收机接至计算机主机。使 Ｇ Ｓ Ｐ 天 线 收 到的信息能够实时传送给计算机 （ 以下简称数 据链按蜒 沩 接收端） 。接收端的仪器使用交流电源
全球 定 位系统 （ＧｏａＰｓ ｏ ｎ ｙｔ ，简 ｌ ｌ ｏｉ ｍ ｇＳｓｍ ｂ ｆ ｉ ｅ
称Ｇ Ｓ Ｐ ）是美 国国防部于 １７ ９ ３年 １ １月授权 开始 研
而用
种典蝴
法：
进行大坝变形观测是 Ｇ Ｓ ａ 技术变形监测的一 Ｄ
，利用 ｃ 】 王 进行变形监测，—般有两种方 ｓ
制的海陆 空三军共 用 的新一 代卫 星导 航系统 。Ｇ Ｓ Ｐ 系统 由空 间部分 、地 面监控 部分和 用户接 收机三 大
２０ ０ ８年 第 ４期
新疆水利 Ｘ Ｎ ＩＮ Ｗ Ｔ Ｒ Ｅ 瓜Ｃ ｓ ＩＪ Ｇ Ａ Ｅ Ｒ Ｓ Ａ Ｅ
・３ ・ ７
ＧＳ Ｐ 在大坝变形观测中的应用
贺 疆
（ 疆 阿 克苏 地 区水 利 水 电勘 测 设计 院 。 阿 克 苏 新
摘
８３０ ） ４ ０ ０
要 ：随着 Ｇ Ｓ系统 的完善、接 收机 性能和解算软件 的不断 改进 ， 目前 Ｇ Ｓ可 用于精 密变形监 Ｐ Ｐ
（）接收 置Ｎ个数据链频道与发送端的数据 ３
处理，同时计算机主机系统能够对得到的数据进 行正
电位交直流两用，还可以接受太阳能、风能发 电等， 非常适合于坝区等恶劣环境。
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电测距仪测量。 2.1.3 混凝土面板变形及岸坡位移监测的技术方法与大坝表面变形监测基本相同。
2.2 混凝土坝安全监测技术简介 《混凝土坝安全监测技术规范》规定：变形监测项目主要有坝体变形、裂缝、接缝以及坝
基变形、滑坡体及高边坡的位移等。 2.2.1 坝体、坝基、滑坡体及高边坡的水平位移监测 2.2.1.1 重力坝或支墩坝坝体和坝基水平位移一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法监 测。对于短坝，条件有利时也可用视准线法或大气激光准直法。 2.2.1.2 拱坝坝体和坝基水平位移宜采用垂线监测。若交会边长较短、交会角较好，坝体水平 位移可采用测边或测角交会法监测。 2.2.1.3 近坝区岩体、高边坡和滑坡体的水平位移，采用边角网、视准线法和交会法监测。 2.2.1.4 观测近坝区岩体、高边坡或滑坡体的水平位移时，基准点和工作基点应尽量组成边角 网。 2.2.2 坝体、坝基、滑坡体及高边坡的垂直位移监测 2.2.2.1 坝体、坝基的垂直位移监测，一般用精密水准法、连通管法（即流体静力水准法）和 真空激光系统 2.2.2.2 滑坡体及高边坡的垂直位移监测，一般用精密水准法，也可用三角高程法测定。
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自动监测新技术在大坝表面变形监测中的应用
尤相骏 1 郭志勇 2 徐忠阳 3 瑞士徕卡测量系统股份有限公司北京代表处，北京市朝阳门外大街 16 号中国人寿大厦 1808 室， 100020，1.karl.you@；2.zhi-yong.guo@；
4 大坝表面变形自动化监测系统应用实例
青山水库位于浙江省杭州市境内。大坝如图 3 所示。为了给自动变形监测提供实时校验基准， 建立了如图 4 所示的 4 点（A、B、C、D）大地四边形控制网。
图 3 浙江青山水库
全站仪工 作基点站
A
大坝上游
校核基点 变形点
B
D C
图 4 大坝变形监测基准网
基准网野外观测使用 TCA2003 自动化全站仪，测站分别尝试了人工观测（人工粗瞄，ATR 精确照准，12 测回，每一测站约 1 小时）和自动观测（用 MCHO 软件，只在 C 站试用，每一测 站约 30 分钟）。野外观测时间为：2004 年 7 月 22 日 5：00-8：00，18：00-19：00，7 月 23 日 6：00-7：00。四个三角形闭合差的质量检核分别为：±0.3”、 ±0.3”、±0.7”、±1.3”。 三角网平差结果标明，各基准点的三维坐标测量误差都小于 1mm。
作为这类技术的领头羊，徕卡始终与时代的发展保持同步。近二十年来，徕卡从早期的 APSWin，到现在的 GeoMoS；从单一的 TCA 传感器系统；到现在的 TCA、GPS、Nivel200 和地质 等多传感器系统，徕卡先进的综合解决方案，充分体现了大坝外部变形监测的自动化、智能化 和网络化的发展方向。在方案设计、软硬件配置到大型工程中的应用，都取得了长足的进步和 令人滿意的结果，表现出了良好而广泛的应用前景。
3.zhong-yang.xu@
摘要:本文从水库大坝变形监测常用的主要技术手段入手，分门别类地介绍和讨论了常规大坝表面变 形监测方法手段的优缺点，进而提出新型自动化变形监测系统的优缺点和所需要解决的问题。最后 本文通过使用新型自动变形监测系统在浙江青山水库大坝加固工程形变自动化监测工程中的应用具 体介绍了这一新型自动化变形监测系统的具体实施方法。 关键词:自动形变监测系统；GeoMos；大坝表面形变监测
3.1 流动式半自动变形监测系统
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水电 2006 国际研讨会
流动式半自动化变形监测系统一方面可用于基点和工作基点三角网的边角观测；另一方面
还可在基点或工作基点上对变形点进行边角交会测量。由于徕卡 TCA 系列全站仪在机载软件的
控制下，可实现对棱镜目标的自动识别与照准，因此测站工作实现了自动化观测、记录与限差
PC 机
TCA2003 自动化全站 控 制 网 自 动 观 测 软
仪
件
光端机
光端机
全站仪供电设备
控制网三维平差软
接线盒
光纤
接线盒
件
数据电缆
GeoMoS 监测软件
徕 卡 原 装 单 棱 镜 及 数据接口软件 配套设备
接线盒
强制对中基座
专用数据分析软件
通讯与控制设备
通讯光缆
光端机及配套设备
光缆套管
控制机房供电设备
Nivel200
GPS
GPS
GPS
Nivel200
TCA
Leica GPS Spider
有线、无线或 局域网络通信
Leica GeoMoS
Nivel200
局域网通信或 同一计算机
气象或地 质传感器
TCA
图 2 固定式全自动变形监测系统 如图 2 所示，固定式全自动变形监测系统的主要配置为： 3.2.1 硬件配置：1 台或多台监测设备（TCA 全站仪、GPS、Nivel200、气象或地质传感器等）、
2.1 土石坝安全监测技术简介 在《土石坝安全监测技术规范》中，把大坝的变形监测内容分为：表面变形、内部变形、
裂缝及接缝、混凝土面板变形及岸坡位移。 大坝表面变形监测主要分为竖向位移监测和水平位移监测。
2.1.1 竖向位移监测的方法主要是精密水准法，或连通管（静力水准）法； 2.1.2 水平位移又分为横向（垂直坝轴线）位移和纵向（平行于坝轴线）位移。 2.1.2.1 横向位移的监测方法主要是视准线法（活动标法、小角法、大气激光准直法等）；有必 要且有条件时，可用三角网前方交会法观测增设工作基点（或位移测点）的横向水平位移。 2.1.2.2 纵向水平位移观测，一般用因钢尺测量，或用普通钢尺加改正系数，有条件时可用光
1 引言
有关资料标明，我国河川年径流量总量约 2780Gm3，水能资源十分丰富，其中理论蕴藏量为 676GW，可开发为 378GW，为世界第一位。为了充分利用这些水利和水能资源，新中国刚成立时， 政府就十分注意兴修水利，造福人类，到目前已建水库堤坝约 8.7 万座，其中绝大部分（约 8 万座）建于 20 世纪 50～70 年代。但是，由于历史原因，有相当部分水库堤坝未按基本程序办 事，是靠群众运动建造的，因此存在工程质量差、安全隐患多的问题。经过几十年的运行，已 经到了病险高发期。
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若干单棱镜组（根据监测点位数量而定）及其它附件、监测仪器供电设备、监测仪器与计算机 的远程数据通信设备、监测设备观测站房等。 3.2.2 软件配置： 3.2.2.1 徕卡 GPS Spider 软件。主要功能为集中处理 GPS 数据，保存原始观测数据，配置管 理 GPS 传感器等； 3.2.2.2 徕卡 GeoMoS 变形自动化监测软件。主要功能为配置管理 TCA、Nivel200、气象或地质 传感器等测量设备，实现限差检核，系统运行消息输出，变形量分析等。
形监测过程中的基准网点、位移监测点的自动化观测。
软件功能满足中国现行规范的要求。
3.1.2.2 在 PC 机上运行的变形监测网后处理平差软
件。主要用于测前基准网的精度估计、测后的观测数
Байду номын сангаас
据平差处理、基点（工作基点）的稳定性分析、变形
监测点的变形计算与分析等。 流动式半自动化变形监测系统方案成熟，设备先
图 1 监测基点上的 TCA2003
进，已在二滩、李家峡等大型水电大坝的变形监测中发挥了很好的作用。
3.2 固定式全自动变形监测系统 与流动式监测系统不同，固定式监测系统的最大特点是测量设备（TCA 全站仪、GPS、Nivel200
等）固定在基点（工作基点）或位移监测点上，需要时建有防护作用的观测房；测量设备通过 通信系统与远方的控制计算机相联，在计算机软件的控制下实现远程监控化的全自动化变形监 测。
2.3 大坝内部变形监测自动化技术简介 2.3.1 大坝水平位移监测
传统的大坝水平位移监测通常采用经纬仪三角测量或视准测量的方法。因混凝土大坝的变 形量相对较小，监测精度要求较高，因此近一、二十年来，传统方法逐渐被垂线、引张线所取 代，并在人工观测的基础上向自动化方向发展。现在使用较多的是步进电机式、光电式、感应 式和激光等自动遥测传感器设备。 2.3.2 大坝垂直位移监测
水利工程即可以造福人类，如管理不善也会给社会带来惨重灾难和巨大的经济损失。历史 上因水库溃坝给下游造成的毁灭性灾难并不鲜见。因此加强水库大坝的安全管理必不可少，其 中大坝变形监测就是大坝安全管理的重要内容之一。
2 目前水库大坝变形监测的主要技术手段
目前，在大坝安全监测技术规范中，主要有《土石坝安全监测技术规范》和《混凝土坝安 全监测技术规范》。
光端机
计算机与打印机
各种避雷器
维护工具与各种备件
变形数据分析软件为水利科学研究院大坝监测中心自行编制。该软件采用 SQL 数据库，只 要将由 GeoMoS 记录的观测数据转换成该分析软件要求的数据格式即可。
目前，在水库大坝的综合管理系统中，水文和大坝内部变形观测自动化技术日趋成熟，但 大坝表面变形监测的自动化相对滞后，成为了水库大坝综合管理实现全面自动化的一个瓶颈， 徕卡自动化监测系统的出现与发展，为突破这一瓶颈提供了条件。我国全站仪及其系统开发方 面的著名专家、解放军信息工程大学测绘学院张良琚教授在展望徕卡水库大坝表面变形自动化 监测系统推广前景时说：
对于中、大型的混凝土大坝，在坝区较大范围内还需建立平面和高程监测基准网；部分拱 坝坝体、滑坡体及高边坡等位移点仍大都采用边、角交会实现平面位移监测，采用三角高程实 现垂直位移监测。这些方面也正是混凝土大坝实现全面自动化监测的瓶颈。
随着自动化全站仪（测量机器人）、GPS、计算机软件和通信技术的发展，突破大坝（特别 是土石坝）表面变形监测自动化的技术手段已成为可能。如徕卡近期推出的“流动式半自动化 变形监测系统”和“固定式全自动化变形监测系统”。