浅谈GPS在水利工程滑坡体测量中应用
摘要： 随着科学技术的快速发展，GPS技术也取得了快速发展，而这对于滑坡体的测量工作而言，为其提供了更为可靠且高效的方式。下面文章结合某工程实例就GPS技术在滑坡体测量中的应用进行论述。
中国论文网 http://www.xzbu.com/7/view-4753539.htm
Abstract： With the rapid development of science and technology， GPS technology has also made rapid development. For the measurement of landslide mass， it provided a more reliable and efficient manner. The following article discussed the application of GPS in landslide mass measurement combined with a project example.
关键词： GPS；水利工程；滑坡体；测量；应用
Key words： GPS；water conservancy project；landslide mass；measurement；application
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0090-02
0 引言
滑坡作为一种常见地质灾害，其所产生的影响和破坏是非常严重的，很多大型的基础设施在建设过程中，在进行山体的开挖时，均有可能导致滑坡的发生，这就要求必须要对其进行实时的监测，从而避免发生大面积滑坡的时候所造成的损失。相对于常规的方式而言，GPS除了可全天候使用以外，同时在测站间不需要通视，就可对三维位移同时进行测定，而这种技术也为滑坡体的测量提供了一种高效且可靠的途径。
1 水利工程滑坡体简述
新疆阿勒泰柯赛依水电站，该项目工程在施工过程中发现坝址左坝头及下游侧边坡地形地质复杂，影响工程施工，需进行地质观测和处理，自左坝轴线勘探出是古河槽。其左岸的倾向坡蠕变形的表面岩层出现了一种拉裂倾倒松土现象，这种现象造成岩层在长时间内缓慢的蠕变破坏，最终使岩层出现各向分离问题，发育成为了大小不等的多个滑坡体。若这些滑坡体发生坍塌或者滑坡，对该工程的施工以及其今后的运行将会造成很大的危险、影响，同时对该水库的储水以及水的库容量等也均会造成不同程度的影响。针对这种情况，对该工程这些滑坡体实施测量具有很现实的作用。
在未应用GPS之前，所采用的测量方式为常规测量方式，主要如下：在储水之前，首先对危险程度比较大的左坝头滑坡体进行了连续跟踪测量，所采用的测量方法为常规方式，测量次数一共为12次。坝头坝轴线上共布设六个测量点，分为三层来进行布设。从这几次的测量情况来看，在该水库储水之前，滑坡体出现的变形量相对比较小，但随着水库开始储水，其水位就会逐步升高，其中个别地段就会发生坍塌现象，且产生比较大的裂缝。从中可知，对水利工程滑坡体实施测量是非常有必要的。
在上述内容，所采用的为常规测量方式，左坝头滑坡体中实施的是平面二维测量，从之前的测量过程以及测量结果来看，这种常规测量方式存在着以下弊端：第一，速度过慢，整个测量过程所花费的时间较长，而这也使得其分析结果失去了同步以及实时的意义。第二，容易受天气的影响，在测量过程中，不能按照计划的时间和日期来实时测量数据。第三，工作条件比较困难。对此，为了有效地解决上述这些问题，必须要采用更为精确、科学以及快捷的方式来对滑坡体实施测量，下面文章就GPS在该工程滑坡体测量中的应用进行详细地阐述。
2 GPS在滑坡体测量中的应用
2.1 要求 第一，测量内容以及网的布设。滑坡体测量的内容如下：滑坡体和地表水平位移、测量范围内建筑物沉降情况的观测、地表垂直位移等。在进行沉降观测时，应该用水准精密的测量仪器来进行观测。基于布网需求，结合滑坡区域自身地理条件，选用合适的布网方式。第二，测量仪器与数据的处理。在测量作业中，一般情况下最少要用4台精度高且全自动的GPS信号接收机来同步进行观测，在观测过程中，尽量确保卫星保持在一个良好的状态下。其中PDOP值通常低于4，在数据处理上，则用中海达HGO数据处理软件包（中文版）软件来进行基线向量的解算。在每一期所获得的观测数据，均应通过自由网来实施平差处理，同时还应对其实施相应的比较，接着对基准点相对位移进行考察，察看其是否在测量精度范围内。在每一期的计算结果中，其自身的GPS监测点所产生的点位误差应满足设计精度的需求，以便于准确掌握滑坡体和地表各个GPS点的实际位移量。
2.2 四等GPS测量方案及控制网 通过上述内容得知，因滑坡体容易出现滑动与坍塌，在测量过程中部分的点位很可能会受到破坏，对此，在文章所介绍的这一工程中，在利用GPS进行观测时，采用的是双基点法，在左坝头滑坡体的测量中均采用了同一工作基点来实施观测，采取这种方式便于对滑坡体进行综合分析。通过分析后，在该工程中分别将SD1与SD2当作工作的基点，这两点的位置非常的牢固，且点位也非常可靠。控制网图如图1。
第一，观测过程。为了对滑坡体变形状况更加精确地进行测量，一共用了六台中海达V30-GPS信号接收机，在进行观测之前，选择了最佳的观测时段来实施外业观测，作业时间为早上九点到下午四点，每一个滑坡体都能在一天的时间内完成其观测作业和数据的采集工作，实现了实时跟踪和同步测量。在进行外业作业时，其中有两台GPS信号接收机放在SD1与SD2这两个点上，而剩下的四台则分别放于左坝头滑坡体的测点上，在观测了大约1个半小时以后，再将其迁至到了下一组的测点。在每一次观测中，均采用同种测量方案。此外，在进行初始值的观测时，编制了测量仪器和测量点名对照表，在后期进行复测的时候，均是按照这一对照表来实施的。第二，在利用GPS进行观测的时候，要注意以下内容：一为接收机的天线量高应该通过游标卡尺来精确地量取，其精确度应该达到0.1mm，同时分别在开始和结束的时候进行一次测量，取其的中数。二为接收机必须要有足够的预热时间和电源，以免在观测时出现电源中断问题，同时在接收机运行的时候，在其周围大约10m范围内禁止用无线电报机。
2.3 GPS测量数据的处理 在测量获得数据以后，应借助于GPS专用软件来计算基线，在处理数据的时候，必须要满足以下几个要求：第一，应该在WGS-84这一系统中来实施计算，优化不合格基线达到同步环、异步环合格通过，采用标准的模型来进行计算。第二，在计算过程中，可借助于广播星历来进行处理。第三，在进行计算的时候，在同时段内所测量的数据，其剔除率应该低于10%。
在通过几次测量以后，最弱点点位的误差均满足低于3mm这一要求，相对于常规测量法所得到的位移量而言，利用GPS来进行测量所获得的位移量，其中大约有87%位移量的差值均处于10mm这一范围内，同时其位移的方向大致一样。此外，在高程上，68%的偏移量均在10mm范围内，而89%均在20mm范围内。由此可见，在水利工程滑坡体中应用GPS得到的结果基本均可满足精度的需求。
GPS在应用过程中，除了具备上述的这些优点以外，同时还存在着一些不足处：第一，在选择点位上，自由度相对较低。第二，所投入的成本比较高。
3 结束语
综上所述，尽管GPS存在一些不足，但是这些不足都是可忽略不计的。在水利工程滑坡体中应用GPS，不仅可全天候使用，精确计算出各测量点三维坐标，同时GPS还可对滑坡体所发生的变化规律进行自动分析，达到了预警的目的，有利于事故隐患的消除，为水利工程的安全、稳定运行提供了更为可靠的决策依据。
参考文献：
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