在水库坝区的监测网试验.doc

GPS形变监测新技术及其在水库坝区的监测网试验许斌1何秀凤1岳建平1周祖权2(1河海大学土木工程学院,南京,2华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司,浙江,安吉,)[摘要]全球定位系统(GPS)以其精度高、速度快、全天候等优点,成为当今最先进的形变监测手段。但是,在大坝安全监测中,受GPS定位精度和监测系统成本的影响,GPS技术应用较少。本文就天荒坪抽水蓄能电站水库坝区的GPS试验,介绍了GPS在不同高度截止角、不同观测时间段的定位精度。同时,针对GPS在大坝滑坡监测中存在的问题,提出了GPS多天线新技术,并给出了在水库坝区监测的试验结果。[关键词]GPS,形变监测,GPS多天线,监测网中图分类号:TU45文献标识码:A文章编号:引言我国目前已建成的水库大坝约86000座,坝高在15米以上的约有19000座[1]。据初步统计,在已建的这些水库大坝中,被列为病险的大中型水库有620余座,被列为病险的小型水库有33600余座[3]。对部分大坝存在的缺陷或隐患,如不及时发现和处理,将直接影响大坝的安全,甚至演变为溃坝的灾难性事故。据报道,我国在50年代末60年代初曾发生过溃坝。滑坡大部分分布在河流的两岸,其数量之多难以统计。仅三峡库区就有滑坡2490处,自1980年以来,有30多处发生崩塌、滑坡,造成重大损失[1]。由此可见,对大坝、滑坡的安全监测非常重要。传统的形变监测是在监测区建立控制网,使用精密测距仪和经纬仪为主要手段,选择网中高等级点建立统一基准,将这些监控网点用可靠的方法高精度地与各部位的独立基准点联测,将独立基准点各部位倒垂、正垂、引张线等监测系统联系起来,形成整体的监测网络系统。监测网的精度和可靠性要求高,观测周期多,所需费用高,而且需要大量的人力物力。GPS精密定位技术已在大地测量、地壳形变监测、精密工程测量等诸多领域得到了广泛的应用和普及。与观测边角相对几何关系的传统测量方法相比,GPS监测具有很大的优点[1]。它可以实现高度自动化,大大减轻外业强度,同时又能够迅速得到高效可靠的三维点位监测数据。GPS在大坝、滑坡形变监测中的应用GPS用于形变监测,监测的区域一般不是很大,但变形监测点布设比较密集。当GPS用于大坝形变监测或滑坡监测时,往往是对一定范围内具有代表性的区域建立变形观测点,在远方距离监测点合适的位置(如稳固的基岩上)建立基准点。在基准点架设GPS接收机,根据其高精度的已知的三维坐标,经过几期观测从而得到变形点坐标(或者基线)的变化量。根据观测点的形变量,建立安全监测模型,从而分析滑坡、大坝等的变形规律并实现及时的反馈。事实上,为了建立一个更接近实际情况的安全监测模型,合理的密集分布监测点是需要的。基金项目:国家自然科学基金资助()作者简介:许斌(1979--),男,河北秦皇岛人,硕士研究生,从事GPS形变监测研究。使用常规的全站仪,虽然可以降低成本,但是需要更多的人力完成观测操作;而使用GPS观测则简化了外业操作,但是多个监测点需要使用更多的高精度接收机同时观测,仪器费用也随之提高。因此,降低成本是GPS观测需要解决的问题。大坝和滑坡在短时间内不会出现很大的位移,要通过观测整体的微小变形量,构造统计分析模型,预测变形体长期的变化趋势,为以后的分析决策提供依据。为了进行形变分析,需要获得监测点高精度位置坐标数据,通常要求监测点的观测数据