gps用于三峡库区滑坡监测的研究(1)

GPSGPS 用于三峡库区滑坡监测的研究用于三峡库区滑坡监测的研究(1)(1) 摘要：为探索 GPS 在三峡库区滑坡监测中的应用，项 目组于 1999 年 27 月在库区 12 个滑坡体上，开展 GPS 观 测时最佳时段、最佳时段长度、最佳截止高度角、最佳基 准点数及分布，选用星历、解算软件、快速静态定位，GPS 与 GLONASS 组合定位，不同气象参数等项试验与研究，获 得一批有益的结论。实践证明，今后在三峡库区滑坡监测 时，完全可用 GPS 代替常规的外观测量方法，且在精度、 监测速度、时效性、效益等方面都有明显的优势。 关键词：GPS 三峡库区滑坡监测监测方法精度分析 为了更好地开展长江三峡库区地质灾害的监测和防治， 完善监测手段，形成高水平的立体综合监测网，推动动态 监测，建立地质灾害现代化监测网络创造条件，作者于 1999 年 27 月，在三峡库区链子崖至巴东库段，布设 60 个 GPS 监测点，进行 GPS 滑坡监测试验，以探索三峡库区 滑坡监测能否用 GPS 代替常规的监测方法，GPS 用于三峡库 区滑坡监测能达到什么样的精度，研究 GPS 观测时最佳时 段、最佳时段长度、最佳截止高度角、最佳基准点数及分 布等选择问题，同时针对滑坡监测短边的特性，还开展 GPS 接收机随机软件与用精密软件解算精度比较试验，不同接 收机随机软件精度、速度、完善性等比较试验，采用精密 星历与用广播星历解算精度比较试验，快速静态定位试验， 用双系统与单系统定位精度比较试验，用实测气象参数与 用标准气象参数对精度影响的试验。 通过三期实测试验与研究，证明在三峡库区滑坡监测 时，完全可用 GPS 来代替常规的外观测量方法，且在精度、 速度、时效性、效益等方面都优于常规方法。 1 试验区 GPS 点位的布设 GPS 监测点分二级布设，即由基准网点和滑坡体监测网 点组成。各崩滑体的选择，每个崩滑体监测点的选择及试 验区基准网点布设，按以下原则。 崩滑体选择的原则选择监测崩滑体，主要根据地质体的稳 定性、危险性、危害性来考虑，具体原则为：崩滑体稳定 性较差、危害严重、危岩体体积大于 100 万 m3，滑坡体面 积大于 500 万 m3；位于城镇新址或其附近，已做过详勘和 进行过治理；前缘高程低于 180m，后缘高程高于 180m 及受 库水位变化影响而易滑、易崩的斜坡。按以上原则，本次 试验选择了链子崖危岩体等 9 个崩滑体和新滩等 3 个滑坡。 基准网点选择原则基准网点一般选在距崩滑体 501000m 的稳定岩体上，且适合 GPS 观测。每个崩滑体应有二个基 准点，且最好位于该崩滑体的两侧。邻近崩滑体可共用同 一基准点。按此原则，在链子崖至巴东库段 50km 试验区内 选择了 7 个基准网点。 图 1 链子崖至巴东库段崩滑地质灾害 GPS 监测基准网布置 示意图 监测网点选择原则监测网点即为每个崩滑体的监测点，因 此应根据崩滑体的形态特征、变形特征、动力因素及监测 预报等具体要素确定点位，且这些点位能真实地反映灾害 地质体变形敏感部位；每一崩滑体监测点数一般为 38 个， 且能构成 12 条监测剖面；点位应位于阻滑段前缘、下滑 段前后缘、索引段前缘和滑坡体的剪出口，且适合 GPS 观 测。本试验网中监测点距基准点之距离平均为 281m，最长 为 895m，最短为 39m。 GPS 观测墩在每一基准点和监测点上，都建 GPS 观测墩，且 设有强制对中装置，其要求同 GPS 测量规范。 2GPS 监测数据采集、处理及精度分析 起算点坐标获取及精度为了获得试验区内高精度起算点的 坐标，选择链子岩基准点为起算点，与武汉、北京、西安 3 个 GPS 跟踪站联测 16h，用 GAM1T 软件和 IGS 星历解算， 基线解算的精度为：南北方向2mm、东西方向4mm、高 程11mm。因此，可以认为 LZY0 点有优于6cm 的 WGS-84 坐标，完全能满足监测网的起算坐标的精度要求。 基准网点观测及精度用 6 台双频 GPS 接收机和一台单频双 系统接收机，在 7 个基准网点上同步观测 16h，观测时测定 气象元素，数据处理采用 BerneseVer 软件和 IGS 星历，各 基准点的点位精度如表 1。从表 1 可看出，基线长度小于 3km 时，基线分量绝对精度小于3mm，其余相对精度优于 1/300 万。 监测网点观测及精度用 9 台 GPS 接收机，对 12 个崩滑体分 别于 4 月中旬、5 月中旬、6 月中旬逐一进行 3 期监测，每 期观测时间约为 6d，每天观测 23 个时段，每时段长为 23h。对每一滑坡体观测时，其中 2 台 GPS 接收机安置在 基准点上，其他置在监测点上。 经平差计算，若每一崩滑体的监测点由 1 个基准点计 算，平面位移精度优于6mm，垂直位移精度优于10mm； 若由 2 个基准点计算，则平面位移精度优于，垂直位移 精度优于，见表 2。 表 1 各基准点位精度统计 点号 mx my mz BZMO GXTO HGBO HG1B