GNSS在山體滑坡監(jiān)測中的應(yīng)用

于軍

【摘 要】論文通過應(yīng)用GNSS測量方法對山體滑坡監(jiān)測可行性進(jìn)行論證，說明GNSS觀測的大地高雖然存在誤差，但觀測的大地高差值是一定值，采用多臺衛(wèi)星同時對山體滑坡進(jìn)行觀測，觀測后運(yùn)用高差變化的大小來計(jì)算山體滑坡的沉降量。

【Abstract】The paper demonstrates the feasibility of landslide monitoring by applying the method of GNSS measurement. The paper shows that although the earth height of GNSS observation has errors， the difference of the observed earth height is a certain value. Several satellites are used to observe the landslides at the same time.? After the observation， the height difference is used to calculate the settlement of the landslide.

【關(guān)鍵詞】山體滑坡;GNSS;監(jiān)測

【Keywords】landslide; GNSS; monitoring

【中圖分類號】P258? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）10-0148-02

1 目前山體滑坡監(jiān)測的工序

首先是在不穩(wěn)定的山體上建造變形監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)，隨后是對變形監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)初始值進(jìn)行觀測，最后定期對基準(zhǔn)點(diǎn)、監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測，并對觀測值進(jìn)行分析，確定山體滑坡的位移值及速率，從而預(yù)測山體是否會發(fā)生滑坡或塌方。

由于國家水準(zhǔn)點(diǎn)都是沿國道測定的，山區(qū)公路距離國道都比較遠(yuǎn)，導(dǎo)致初始值觀測比較煩瑣。通過對GNSS測量技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)GNSS具有同、異步環(huán)好的優(yōu)點(diǎn)，可以利用這一點(diǎn)對山體滑坡進(jìn)行監(jiān)測。

2 采用GNSS測量方法對山體滑坡監(jiān)測的可行性論證

由于長期從事水庫變形監(jiān)測工作，而水庫變形監(jiān)測最常用的方法便是GNSS測量方法，因此，對克拉瑪依白楊河庫變形監(jiān)測的GNSS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到各監(jiān)測點(diǎn)的大地高的差值是一定值，分析情況如表1所示。

上述研究認(rèn)為，采用GNSS測量方法進(jìn)行山體滑坡監(jiān)測可行，為此將本次山體滑坡監(jiān)測方案確定為采用GNSS測量方法進(jìn)行觀測。

3 GNSS監(jiān)測山體位移技術(shù)的實(shí)例

3.1 山體滑坡監(jiān)測的周圍環(huán)境

山體滑坡路段方圓2km內(nèi)沒有高壓線，沒有大功率電臺，地勢開闊，便于GPS衛(wèi)星信號的接收，有利于GNSS觀測，為提高GNSS觀測精度提供了有利的條件。

3.2 GNSS測量與數(shù)據(jù)處理

監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)為二等GNSS網(wǎng)，采用目前較先進(jìn)的Trimble R9 net雙頻GNSS接機(jī)（標(biāo)稱精度3mm+0.5ppm×D）進(jìn)行施測。GNSS數(shù)據(jù)的處理，基線解算采TBC軟件，用廣播星歷對基線進(jìn)行處理。處理完成后，及時對復(fù)測基線差值、同步環(huán)、異步環(huán)閉合差進(jìn)行檢查，確定精度合格后，導(dǎo)出基線，進(jìn)行三維無約束平差，得到各監(jiān)測點(diǎn)的大地高。

4 山體滑坡變形監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析

4.1 基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性的分析

山體滑坡監(jiān)測共觀測四次，觀測間隔為1個月，每次觀測均采用GNSS對三基準(zhǔn)點(diǎn)大地高差值進(jìn)行觀測，觀測數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2可見，四次觀測三個基準(zhǔn)點(diǎn)間高差的差值均在3mm以內(nèi)，高差同步環(huán)差值在3mm以內(nèi)。說明三個基準(zhǔn)點(diǎn)相對位置關(guān)系沒有發(fā)生變化，基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定可靠。

4.2 山體滑坡變形監(jiān)測平差結(jié)果的分析

四次變形監(jiān)測平差結(jié)果的統(tǒng)計(jì)如表3所示。由表3可知，四次觀測平差結(jié)果都在限差的一半以內(nèi)，說明每次GNSS測量外業(yè)完成的較好，測量精度高，方法先進(jìn)，應(yīng)當(dāng)大力推廣。

5 監(jiān)測點(diǎn)沉降位移的統(tǒng)計(jì)與分析

結(jié)合以上四次測量成果，統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)T03大地高的差值如表4所示。

假定2019年5月1日觀測的各監(jiān)測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)T03大地高差值為初始值，計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)沉降量值如表5所示。

結(jié)合表5的數(shù)據(jù)繪制各監(jiān)測點(diǎn)的沉降量位移過程線圖，由圖可知監(jiān)測點(diǎn)JD1、JD2、JD3、JD4、JD5沉降較小，暫時不會出現(xiàn)滑坡;監(jiān)測點(diǎn)JD6、JD7、JD8沉降較為嚴(yán)重，及時反饋業(yè)主，并得到了政府相關(guān)部門重視，在2019年中旬雨季到來時及時疏散了群眾。雖然本次滑坡區(qū)域不大，沒有威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，但及時預(yù)警為今后工作奠定了良好的基礎(chǔ)。本文由于篇幅原因只列出了比基準(zhǔn)點(diǎn)高的監(jiān)測點(diǎn)沉降量計(jì)算情況。

6 結(jié)語

隨著我國北斗系統(tǒng)的發(fā)展，采用GNSS對山體滑坡進(jìn)行監(jiān)測的成本大幅降低，而且應(yīng)用GNSS方法對山體滑坡進(jìn)行監(jiān)測具有操作簡單、精度較高等特點(diǎn)。隨著科學(xué)的發(fā)展，若能將無線傳輸與遙控太陽能電池板與GNSS相結(jié)合，對山體等危險源進(jìn)行監(jiān)測，將大大減少測量人員的危險系數(shù)，使用前景廣闊，值得推薦，同時，也可以從沉降速率角度對滑坡體進(jìn)行預(yù)警。