通过GPS的方法来进行滑坡监测如何?

GPS定位技术为变形监测提供一种新的手段,由于GPS具有自动化程度高、速度快、同时测定点等监测优势,被广泛应用于各种精密工程,通常GPS技术应用采用定期复测与长期连续监测模式,用户设备只需要接收卫星信号,就可以获取精准的定位信息和导航数据。本文以下主要通过GPS定位技术的探讨,提出了在变形监测中的应用参考。

滑坡监测

1 GPS定位技术在变形监测中应用特点及途径

1.1 GPS定位技术系统组成部分

GBS全球定位技术,可以为用户提供精准的速度、时间、三维坐标等精准信息,具有实时性、全球性、连续性等监测优点,被广泛应用于各种大型工程监测。GPS定位技术主要由空间技术、控制系统、用户部分组成。GPS空间技术由多颗卫星组成,卫星均匀分布于55°的轨道,运行周期约为12恒星时,为地球表面、任一地点,提供实时和全球性导航定位;控制系统是由全球地面跟踪站组成的监控系统,提供GPS卫星播发的星历,控制卫星的轨道运行,向卫星传输信息资料以及卫星设备运转等工作;用户部分主要包括数据接收机、数据处理软件等设备,主要负责接收、转换、测量卫星传输的GPS信号,完成导航和定位。

1.2 GPS定位技术在变形监测中的应用途径

GPS定位技术在变形检测中应用,相对常规电子测量仪器具有不可比拟的优越性,实时、连续和高精度的自动监测极大提高了测量精度和效率。GPS定位技术在变形监测应用主要表现以下几个方面:桥梁健康监测方面,GPS定位技术进行桥梁变形监测,可以避免传统测量技术在通视、高差、距离等方面存在的问题,在提高监测效率的同时,减少外业工作量;大坝安全监测方面,GPS定位技术主要包括裂缝、位移、扰度等方面的检测,当大坝在水负载重压下产生变形后,会产生溃坝的危险,需要利用GPS定位技术长期进行高精度变形监测;滑坡监测方面,GPS自动化程度高,可以达到mm级的精度,并自行对数据进行采集;高层建筑监测方面,建筑物体监测环境复杂、几何尺寸较大,对监测精度要求较高,相对于传统测量可以实现实时性与连续性的高精度定位测量,可获取不大于10mm的高程精度测量,精确监测高层建筑物的动态特征;总之,GPS技术可以在更多领域进行高精度、实时性、连续性、高可靠性的变形监测。

1.3 GPS定位技术在变形监测中的应用特点

GPS定位技术作为一种全新的空间定位技术,在变形监测中具有以下优势特点:测站之间无需通视,GPS技术监测只要在保证良好的信号接收基础上,即可灵活选择监测,提高监测精度;全天候检测,GPS卫星均匀分布在6个轨道环绕地球运行,用户可以随时随地展开GPS定位测量;自动化程度高,GPS接收可以自动接收数据,跟踪卫星信号,结合计算机技术可以在无人值守的情况下,实现采集、分析、处理、传输长期连续的自动化变形检测;高精度三维定位,GPS技术在变形检测中能同时精确测定大地高和平面位置,一次性获取高精度的三维坐标;抗干扰性能好、隐蔽性强,用户设备只需要单一接收GPS卫星信号即可获取定位信息和导航数据。

2 GPS定位技术变形监测中误差来源及注意事项

2.1 GPS定位技术变形监测中误差来源

GPS定位技术在变形检测中,受地球潮汐、轨道、钟差等多种因素的影响,在高精度监测中存在一定的误差影响,主要误差来源体现在以下几个方面:第一卫星轨道偏差,指卫星真实轨道与卫星星历真实轨道间的差异,是影响定位精度的關键因素,可采用全球GPS跟踪网获取精度为2CM的精密卫星轨道;第二卫星信号的传播误差,GPS信号受电离层折射和对流层折射影响,经过距地面高度在50-1000千米之间的大气层时,大量自由电子和正离子会造成信号路径弯曲,对流层是高度40千米下的大气底层,GPS信号受大气温度和压力的影响也会导致信号路径偏差;第三接收设备误差,卫星轨道的卫星质点坐标与测站中心不一致对定位精准度产生影响,在实际变形监测过程中,可通过观测值求差调整相位中心变化对定向的影响。

2.2 GPS定位技术变形监测应用注意事项

GPS定位技术在变形监测过程中,各项精密工程对水平精度的要求非常高,由于GPS技术会受到多种客观因素的影响和条件制约,对测设产生影响。因此,为了保证GPS的三维测量,消除和减弱GPS定位技术误差,用户需要在变形测量中充分考虑地球潮汐、负荷潮及相对论效应,建立系统误差模型,对观测量进行修正,同时引入相应未知参数,求解并处理未知参数数据,并对卫星和观测站实施同步观测值求差。主要方法为以下几个方面:第一修正电离层模型调整观测时段,应用双频观测、同步观测值求差减弱电离层产生的误差影响;第二修正对流层折射模型应用同步观测量求差,在数据处理中求得对流层影响附加待估参数;第三观察站要选取合理位置,在变形监测中应用同一类型天线,通过观察观测值的求差,消除和减弱相位中心偏移的影响。

3结语

综上所述,GPS定位技术的应用,可以使变形监测更为灵活、自由、精准,是一种极具潜力的空间定位技术,在利用GPS技术进行定位时测站之间无需通视,不仅减轻了劳动强度,还提高了观测的精度,由于GPS自动化程度高,实际应用过程中减少了外业工作强度,尤其对于泥石流和防洪防汛等地质灾害监测,抗干扰性能好、保密性强极大的提高了监测效率。

8月6日 09:18
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