GPS在滑坡监测中的应用

A = ( X1 - X3) ×( X1 - X3) + ( Y1 - Y3) ×( Y1 - Y3) ;
B = ( X1 - X2) ×( X1 - X2) + ( Y1 - Y2) ×( Y1 - Y2) ;
C = ( X2 - X3) ×( X2 - X3) + ( Y2 - Y3) ×( Y2 - Y3)
1 监测内容与网的布设
滑坡监测内容包括 : 滑坡体与地表水平位移和 垂直位移的监测 。滑坡 GPS 监测分两级布点 , 即由 基准点网和监测网组成 。
1) 基准网点 基准网点一般选择在距滑坡体 50～1000m 的稳 定岩体上 , 且适合 GPS 观测 。每个滑坡体有基准点 2～3 个 , 且一般在滑坡体的两侧 。邻近的滑坡体可 以共用一个基准点 。 2) 监测网点 监测网点即为每个滑坡体的变形监测点 。点位 根据滑坡体的形态特征 、变形特征 、动力因素及监 测预报等具体因素 ( 变形方位 、变形量 、变形速
4 结束语
本文通过顺溪滑坡监测的实例 , GPS 用于变形
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Δc = Δx ×Δx + Δy ×Δy ; Δz = ( z2 - z1) ; ΔX = ( x2 - x1) ; ΔY = ( y2 - y1) ; cosβ = ( A 3 A + B 3 B - C 3 C) ÷(2 3 A 3 B ) ;
度和要求等结论 。
关键词 : 滑坡 ; 变形监测 ; GPS ; 数据处理
中图分类号 : P22814
文献标识码 : B
Abstract : This paper mainly discusses the data processing of GPS in applied to landslide monitoring , and the design of GPS monitoring network. It takes the landslides monitoring observation for a gas pipeline which is along the brook mountain body as an example. The results indicate that GPS technologies can be used in landslides monitoring with requested precision. Key words : landslide ; deformation monitoring ; GPS ; data processing
其 它 待 定 点 放 样 数 据 同 样 依 以 上 计 算 方 法 得 到。
5 结束语
有了上述数据 , 利用自制的分规夹角器 (如图 5 所示) , 并参照出厂前钢球上刻画的经线和纬线位 置 , 即可在球体上确定杆件与球体的连接位置 。
国家游泳中心钢结构测量工艺通过了业主 、监 理 、各方专家认可 , 取得了良好效果 , 圆满完成了 工程 , 并为类似工程施工测量提供了典型的范例 。
GPS 在滑坡监测中的应用
裴世建1 , 王祖军2
(11 铁道第三勘察设计院 , 天津 300142 ; 21 中国地质大学研究生院 , 武汉 430074)
摘要 : 本文主要讨论 GPS 在滑坡监测中的数据处理研究 , 以及 GPS 监测网的设计等问题 , 结合忠武
线天然气管道顺溪山体滑坡监测的实例 , 对其结果进行分析 , 得出 GPS 能达到山体滑坡变形监测精
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(root mean square) 衡量解算的质量 , 该值越小解算 质量越高 。
图 2 顺溪滑坡 X 、Y 方向点位位移变化曲线图
1) 由基线解算结果表 2 可见 , 所有基线解算 质量都比较高 。相对中误差均小于 8mm , 整体都达 到了预计精度要求 。 2) 由网平差结果表 3 可见 , 共有 7 个监测点 , 所有点的平面点位误差小于 ±4mm , 达到了预期的 监测精度 。 3) 由坐标平移量分析图 2 可以看出 , 坡中 1 号 监测点此次在 X 方向有 4mm 的回升 。6 号点从此次 位移状态来看 , 也逐步稳定 , 从前 6 次累计位移量 来看 , SX11 和 SX16 在累积位移趋于极值状态 , 已经 接近某个最大值 , 这说明该两点已经趋于稳定。其 余所有点的累积位移均比较小 , 在 X 和 Y 方向的累
GPS 相对定位技术用于变形监测时 , 为了比较 各期观测结果 , 就需要解决监测网的基准问题 。各 期观测结果需要有统一的基准才能进行变形分析 。 为此 , 进行 GPS 变形监测网设计时 , 必须明确 GPS 成果所采用的坐标系统和起算数据 。
GPS 变形监测网坐标系统可以选择 WGS284 坐 标系 。理论证明 GPS 相对定位基线解算精度与已知
发现滑坡体与地表各 GPS 点的位移量 。由于测区不 方便联测到国家高精度的 GPS 网 , 且为避免起始点 坐标偏差的影响 , 所以在每期基线解算中 , 起始点 的坐标均取相同值 。
监测工作从 2006 年 4 月开始至今 , 一共已经进 行了 7 次观测 , 现对监测结果进行简单的介绍 。 313 监测结果分析
收稿日期 : 2006210225 作者简介 : 裴世建 (1979 - ) , 男 (汉族) , 湖北监利人 , 工
程师.
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起算点的 WGS284 坐标精度有关 , 当起算点误差达 5m 时 , 对基线向量的影响可达 10 - 6 , 而 GPS 单点 定位误差由于受卫星星历误差以及电磁波传播误差 的影响 , 难以达到小于 5m 的要求 。为此 , 在进行 基准设计时 , 最好能联测至少一个测区附近高精度 的国家 GPS 点 。这样 , 能保证 GPS 网点的位置基准 达到分米级精度 , 大大提高 GPS 基线解算精度 。
0
1
312 监测数据 监测工作通常采用至少 4 台高精度全自动 GPS
信号接收机进行同步观测 , 观测期间卫星状态要保 持良好 。PDOP 值一般小于 4 , 数据处理采用 TGOΠ HDS2003 软件解算 , 考察基准点的相对位移是否在 观测精度范围内 , 是否稳固 。各期计算结果中各 GPS 监测点的点位误差必须达到设计精度要求 , 以
有推广价值 。
顺溪滑坡基线处理结果
表2
从
到 基线长度 解算类型 比率 相对中误差
SXA SXB 12561820m 整数解
4111
SXA SXB 12561817m 整数解
5315
SXA SX11 8381021m 整数解
9919
SXA SX12 8471522m 整数解
818
SXA SX13 8501042m 整数解
对于基线向量的解算结果 , 衡量基线向量的解 算质量的因素有比率 、参考变量及 RMS。比率越大 基线解算的可靠性越高 。对于双频接收机 , 基线解 算的比率应该大于 3 。参考变量用于衡量观测值的 质量 , 参 考 变 量 越 小 , 观 测 值 的 质 量 越 高 。RMS
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SXA SX14 8681287m 整数解
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SXA SX15 8831619m 整数解
积位移量趋于 0 位移量 , 所以 , 顺溪Ⅰ号滑坡由监测 数据分析可以看出整个坡体处于稳定状态 。
4) 顺溪 GPS 滑坡监测已进行了 6 个月 , 这些 观测结果已初步显示了滑坡的趋势 , 且最大位移量 已达 8mm , 每月位移量最大已达 12mm , 然而滑坡 的作用是较复杂的地质力学过程 。因此 , 要弄清楚 这些变化的相互关系 , 需对该滑坡进行长期监测和 更加深入的研究 。
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率 、时空动态 、施工动态 、发展趋势等) 确定 ; 每 一个滑坡体监测点数一般为 3～8 个 , 且能构成 1～ 3 条监测剖面 。实际监测中 , 我们在每一个基准点 和监测点上都建有监测墩 , 且设有强制对中装置 。
2 GPS 滑坡监测的基准设计问题
GPS 变形监测基准点和监测点的密度及位置除 了能满足地质和变形分析要求以外 , 还要将基准点 选在地质条件稳定的地方 , 最好是在基岩上 , 能有 效地反映地壳形变 , 紧密地和周围的地面固联在一 起 , 而监测点应尽量布设在地表变形的敏感地带及 不稳定的待测区域 。为了保证顺利地接收卫星信 号 , 点位四周高度角 15°以上要无成片障碍物 。而 且进行 GPS 监测点位选择时 , 要注意让基准点和监 测点远离电台 、电视台 、微波中继站等强信号源以 及高压线 、变压器等干扰源及点周围要无信号反射 物 , 以免产生多路径效应 。
0 前言
GPS 定位技术目前已在滑坡 、地面沉降 、地震 、 地裂缝等地质灾害监测方面得到广泛应用 。李劲峰 1996 年在国内首次将 GPS 应用于监测岩崩滑坡 , 做 出了有益尝试 ; 西班牙的 JosepA. GiLi 等讨论了 GPS 监测滑坡表面位移的实用性 , 介绍了 GPS 在西班牙 比利牛斯山脉东部 Vallcebre 滑坡中的应用 。但是由 于滑坡性质不同 , 观测环境不同 , 对 GPS 滑坡监测 网的设计也是不同的 。为了更好地开展地质灾害监 测 , 我们于 2006 年 5 月在忠县顺溪 , 进行了 GPS 滑 坡监测 。通过这次监测 , 证明了在滑坡监测中 , 完 全可以用 GPS 来代替常规的外观测量的方法 , 且在 精度 、速度 、时效 、效益等方面优于常规方法 。