滑坡监测技术方案完整版

1、滑坡监测技术方案HUA system office room HUA 16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688Ini ,坡监测技术方案版权所有广州中海达测绘仪器有限公司香港理工大学土地测量与地理资讯学系2009年3月15日3. 2. 3测斜仪的布置104. 4滑坡监测信息管理与分析系统223. 2. 3测斜仪的布置104. 4滑坡监测信息管理与分析系统223.2.2测斜仪器9 TOC o 1-5 h z .背景2.滑坡监测目的、方案设计依据与原则22. 1监测目的22. 2监测方案设计依据32. 3监测方案设计原则33.滑坡监测内容、方法和仪器4地表变形监测43. 1. 1常规精

2、密大地测量技术43. 1.2 GPS测量技术53. 1. 3 GPS与全站仪混合监测技术63. 1. 4实施与规范要求63. 2渭*坡深部移监，则92. 1深部位移监测的方法与作用9地下水位动态监测11孔隙水压力监测11支护结构应力应变监测123.5. 1抗滑桩钢筋应力应变监测.133.5. 2抗滑桩侧土压力监测143.5. 3锚索应力监测.153. 6水库水位监测163. 7地表裂缝位错监测163.8宏观地质调查164.集成GPS的多传感器滑坡自动化监测方案设计174.1系统框架结构174. 2仪器的选择与布设174.3自动化采集系统方案205. 6测量更新频率及测量精度335. 6测量更新

3、频率及测量精度334.4.1系统总体功能结构225.5安装与施工324. 4. 2地质地理信息管理224.4.3监测信息管理234. 4. 4监测信息分析5.GPS变形监测子系统25监测模式的选择255. 2监测网的布设255.3系统结构设计265. 3.1数据接收部分5. 3. 2数据传输与数据采集部分,一一.29315. 3.3数据处理部分5.4监测设备配置及其技术指标5. 4. 1测站设备配置5.4.2监控中心设备配置 TOC o 1-5 h z 6.总结33附录1：香港理工大学安科GPS变形监测软件系统(GDMS) 3附录2 多天线开关控制1附录3：滑坡监测系统的远程数据采集解决方案3

4、附录4：CX-3C型测斜仪使用技术要求7附录5：VI-600型固定式测斜仪使用技术要求 11滑坡监测技术方案2009 年 3 月 25 日（V 1.0）.背景滑坡是指场地由于地层结构、河流冲刷、地下水活动、人工切坡儿各种震 动等因素的影响，致使部分或全部土体（或岩体）在重力作用下，沿着地层软 弱面（或软弱带）整体向下滑动的不良地质现象。滑坡是工程地质问题中常见 的一种自然灾害，在山区及河谷地带尤为常见。许多重要的工厂和居民区就建 在滑坡上或是靠近滑坡的地方，滑坡引起的山体垮塌及暴雨后形成的泥石流常 给国家建设和人民生命财产造成严重损害。我国是一个崩塌、滑坡、泥石流等 地质灾害发生十分频繁和灾害

5、损失极为严重的国家，尤其是西部地区。根据中 国地质环境监测院地质灾害调查监测室的数据，2006年发生地质灾害102804 起，其中滑坡占87%； 2007发生25364,其中滑坡占61%； 2008年1-3月发生 3106,其中滑坡占67. 42%。每年由此造成的直接经济损失约200亿人民币，其 造成的人员伤亡高达数百人。因此，做好地质灾害监测和预警，特别是滑坡体 的监测和预警，对于有效减少直接经济损失和人员伤亡显得尤为重要。滑坡之 所以能造成严重损害，是因为难以事先准确预报发生的地点、时间和强度。滑 坡灾害预防，重在监测。为防患于未然，必须对滑坡进行监测，实现滑坡危害的早期预报。.滑坡监测目

6、的、方案设计依据与原则监测目的主要任务是通过各种测量手段，建立地表和地下深部的3维立体监测网， 对边（滑）坡进行系统、可靠的变形监测。主要目的为确定边（滑）坡变形动 态（包括滑坡体变形方向、变形速度、变形范围等），并对变形发展和变形趋势 作出预测，判断边坡稳定状态，给出边坡失稳预警值，指导施工、反馈设计和 检验治理效果，了解工程实施后边坡的变化特征，为最优化设计、施工提供科 学依据。以处治边（滑）坡为对象的边坡变形监测主要分为：（1）施工期安全监测在施工期对边坡位移（地表水平位移、垂直位移、深部位 移）、支护结构应力应变、地下水和库水位等的监测；（2）处治效果监测是检验边坡处治设计与施工效果，

7、是判断处治后边坡稳定性 的最具说服力的手段；（3）长期动态监测结合施工期监测结果，保持监测数据的连贯性，在防治工程 后期开始，对边坡体进行动态跟踪，以掌握处治边坡稳定性的变化情况和特 征，据此评价和预测处治后的边坡长期稳定性。2监测方案设计依据监测工作主要依据以下技术规范和资料：（1）技术规范1、建筑变形测量规程(JGJ 8-2007)； 2、滑坡防治工程勘察规范(DZXXX2005)(征求意见稿)；3、建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002)；4、公路路基设计规范(JTG F10-2004)；5、公路工程地质勘察规范(JTJ 064-98)；6、工程测量规范(GB50026-93)

8、；7、混凝土坝安全监测技术规范(DL/T51782003)；8、全球定位系统(GPS)测量规范(GB/T183142001)；9、土石坝安全监测技术规范。(2)勘察、设计资料工程地质勘察、整治工程设计资料3监测方案设计原则(1)监测工作的布置应基本上能控制整个边坡可能的变形，监测设施的布 置应考虑长久、稳定、可靠、不易被破坏，测量基准控制点应在边坡范围以外稳定的基岩上。(2)方法和仪器的选择要能反映出边破的变形动态，且仪器维护方便、费用节省的原则。监测仪器的选择原则是：仪器性能可靠、精度足够、使用简易 且不易损坏。(3)施工前监测、施工期监测、处治效果监测和长期监测相结合的原则。(4)避免或减

9、少施工干扰。应尽量采用勘探洞和排水洞预埋仪器；施工活动 应各方通气，进行文件会签；应尽量采用抗干扰能力强的仪器，保护设施力求 可靠。(5)监测设计应留有余地。监测过程中可能存在一些不确定的因素，如地 质条件不十分清楚，随施工开挖可能发现一些地质缺陷、设计时未估计到的不 稳定契体，即可能出现一些设计中未能考虑到的问题，那时.，需要修改和补 充。滑坡监测内容、方法和仪器滑坡稳定性的监测涉及到一系列特定的参数及其随时间的变化量,如降雨 量、土壤湿度、地下水位及移动特征。其中最重要的两个参数是地下水位和移 动特征。滑坡的移动特征由滑动面的深度、方向、移动量和移动速度来表征。 通过监测这些参数中的一项或

10、多项就能达到监测滑坡的目的。根据有关规范，对滑坡危害程度属于一级的滑坡，应建立以地表变形、裂 缝位错、深部位移、地下水位、库水水位、支护结构应力应变变化的立体监测系统，监控滑坡整体变形。地表变形监测常规精密大地测量技术用常规精密大地测量方法进行水平位移监测时，一般是在滑坡监测区外建 立平面控制网，使用精密测距仪、电子经纬仪或电子全站仪进行观测，以获取 滑坡平面位移监测的参考基准。平面控制网一般包括基准网、校核网、监测 网，控制点分为基准点、校核点、工作基点、监测点等，为了保持点位的稳定 性，均需要建造一定尺寸的钢筋混凝土墩标。首先对基准网进行观测，在判断基准网稳定的情况下，通过对监测点的多 期

11、观测，可计算监测点的坐标变化量，进而分析监测点的滑移量、滑移方向、 滑移速度等。常规精密大地测量方法测量精度高，观测量通过组网，可以进行 测量结果的校核与精度评定该方法灵活多变，适用于不同形状、不同精度要求和不同 外界条件的滑坡监测。用常规精密大地测量方法进行滑坡监测，通常布设测边测角控制网。常规 精密大地测量方法监测水平位移，技术手段成熟，适应性强，但有时网形复 杂，观测条件较多，观测周期长、费用高、工效低，适合中小型滑坡的水平位 移监测。通常用精密水准测量方法对滑坡进行垂直位移监测，乂称沉降观测，该方 法属于一维变形测量。根据监测精度要求不同，通常采用一等水准测量或二等水准测量的精度要求进

12、行。观测采用精密水准仪或电子水准仪，配用因瓦水准尺。进行沉降监测一般是须设置基岩标，作为地面沉降观测的基准点，再在沉 降地域布设沉降观测点，以一定周期重复进行水准测量，经过多期水准测量和 地面沉降观测资料的分析研究，计算出各沉降观测点的各期沉降量、累计沉降 量、沉降速率等数据，从而为沉降区域的治理提供科学依据。. 2 GPS测量技术GPS在测量中的应用主要有两种方式：绝对定位和相对定位。差分相对定 位至少需要两台接收机，差分的目的主要是为了消除接收机钟差、卫星钟差以 及削弱空间相关的大气延迟误差，通过相应得GPS后处理软件进行数据处理， 可使GPS测量精度达到亳米级，这种模式称为静态测量模式。

13、Real Time Kinematic （简称RTK） GPS定位技术是一种基于载波相位观测值的实时动态 相对定位技术，它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，这 种模式成为动态测量模式，其测量精度约为2厘米。与常规的方法相比，利用GPS进行变形监测具有以下主要优点：不受气候条件的限制，能在台风、大雾、暴风雨等恶劣天气条件下全天候进 行工作；监测点与已知参考点间无需通视；能够直接测定监测点的三维坐标值；自动化程度高，能够进行实时动态监测；不同监测点可以进行同步测量。作为一种全新的自动变形监测方法，GPS具有其独特的优越性，它克服了传统的变形监测方法的众多缺陷。由于滑坡的变形比较缓慢

14、，所以GPS用于滑 坡变形监测常采用周期性重复测量和连续静态测量方式。前者按照一定周期（如：一月一次）进行野外采集数据，然后回到室内下载数据并进行静态后处 理；后一种方式则是从数据采集、数据传输到数据处理全部自动处理，一旦系 统建立，无需人工到现场进行作业，非常适用于处于危险期或在恶劣天气及监 测环境条件下的滑坡监测，达到近实时的监测要求。3.1. 3 GPS与全站仪混合监测技术用传统边角测量方法的地表位移监测一般需要在稳定的地段，设置测量基 准点，布设基准网，并在被监测地段设置若干监测点，利用基准点监测监测点 的位移，所以要求监测点与附近基准点应通视。有时很难在边坡附近稳定区域 内找到通视条

15、件好的位置布设基准点，基准网难以采用常规的边角网进行布 设；另外边坡位移监测点之间通视也很困难，常规边角网形式的变形监测网也 难以布设，交会法与极坐标法也因基准点及监测点的通视条件限制而无法应 用。而GPS静态测量无需基准点与工作基点间相互通视，只需要每个观测点上 空有较大的可视天空即可，基准点可选在远离变形影响范围的稳定区域，保证 监测结果的可靠性，故可考虑采用整体大范围内布设GPS变形监测网，局部小 范围内用全站仪极坐标法监测的综合监测方法，既方便了监测工作的开展，乂 极大地减少了监测成本。由于边坡坡度较大，采用水准测量进行垂直位移监测 有较大难度，在满足精度的前提条件下，用静态GPS测量

16、和电磁波三角高程测 量进行监测。边坡的监测内容包括滑坡水平位移、垂直位移以及变化速率，达到监测地表位移目的。3.1. 4实施与规范要求一、变形监测布设原则：监测网基准点是进行水平位移和垂直位移观测的工作基点，应布置在 稳定的地区，远离滑坡体。监测网基准点的数量在满足控制滑坡范围的条件下不易过多；图形强 度应尽可能高，确保监测网基准点坐标误差不超过23毫米。滑坡体上监测点的布置应突出重点、兼顾全面，尽可能在滑坡前后 沿、裂缝和地质边界线等处设点。当滑坡上还有深部位移（如钻孔测 斜仪、多点位移计等）测孔（点）时，也应尽量在这些测孔（点）附 近设点，以便相互比较、印证。监测点应布置在稳定的基础上，避

17、免在松动的表层上建点，且测点数 宜尽量少，以较少工作量，缩短观测时间。监测垂直位移的水准点应布置在滑坡体以外，并必须与监测基准点的 高程系统统一。二、滑坡观测点位的标石、标志及其埋设，符合下列要求:（1）岩体上的GPS基准点及监测点，可现场浇灌混凝土标石。根据观测精 度要求，顶部的安装强制对中装置，保证对中误差小于0.5mm,标石顶部须露 出地面100cm120cm,其埋设规格见图1 （a）所示。（2） 土体上的GPS基准点及监测点，可现场浇灌混凝土标石。根据观测精 度要求，顶部的标志采用具有强制对中装置的活动标志。标石埋深不宜小于 1m,在冻土地区，应埋至标准冻土线以下0.5m。标石顶部须露

18、出地面100cm 120cm,其埋设规格见图1 （b）所示。（3）抗滑桩顶面的监测点，采用砂浆现场浇固的混凝土桩，并安装强制 对中设备。凿孔深度不宜少于10cm,观测视线离结构物顶面要高于2030cm。冷筋#（a）岩层点观测最（b） 土层点观测埴图1基准点、工作基点的观测墩埋设规格三、GPS基准网观测采用GPS静态相对定位方法。采用GPS接收机同步观 测，观测时段长为3h,采样间隔15s,截止高度角15。，有效观测卫星数25 颗。基准网基线解算与平差计算采用商用GPS静态后处理软件（如：中海达GPS解算软件），最弱点精度（相对已知点）临=1.0 mm,此=1.7 mm,（设计的Mp2.0 mm

19、, MW4 mm）。当观测条件较差时,观测时间长度需 要提高到46小时；若基线长度超过5公里，需采用Bernese、Gamit或GIPsy 等精密解算软件进行结算。四、滑坡观测点平面位移的监测精度按建筑变形测量规范所列二级精 度指标施测，垂直位移的监测精度按建筑变形测量规范所列三级精度指标 施测，具体精度指标见表1所示。GPS位移监测网观测时段长为2h,采样间隔 15s,截止高度角15 ,最小卫星数5颗。基准网基线解算与平差计算采用商 用GPS静态后处理软件，其内符合精度平面位移精度优于2. 5 mm ,垂直位移 精度优于3. 2 mmo抗滑桩顶面监测点的监测是在其附近的GPS位移监测点上 设

20、站，用极坐标法进行监测，其观测的技术要求见表2表4所示。表1本次监测的精度要求沉降观测水平位移观测适用范围观测点测站高差中误差（mm）观测点坐标中误差（mm）05 p06ZpO2 p09 ”10bn出，09/25W10/1993/01/CH93/03/17终止时间：95/J2/Z2必 uy/c 施”0月993ZOj/OT 93/03/n1打印取泊点、设备等信息的图形定位。4. 4监测信息分析根据不同的监测项目和所用不同的仪器监测所得到的结果及所反映的物理 量变化大小和规律，绘制成果图表进行分析，主要包括：（1）基本监测信息分 析；（2）监测信息的关联分析；（3）预测分析。基本监测信息分析将地表

21、（整体）形变、深部位移渗压、地下水位、降雨等监测信息随时间变化情况及 深部位移沿测斜孔深度的分布以图形方式显示图来。监测信息的关联分析包括 不同监测项目之间的关联分析和相同监测项目的空间关联分析，如降雨与库水 位、降雨与地下水位、地下水位与渗压、地下水压与变形等之间的关联分析。系统可根据需要（如选择特定的时间段）绘制相应的图件和报表，分析这些项 目的关系变化规律。预测分析主要是综合各种影响因素对滑动带的变形做回归 分析，绘制其未来的变形曲线，为滑坡的预测预报提供依据。el点沉陷过程回归曲线c2点张裂过程回归曲线GPS变形监测子系统监测模式的选择根据被监测对象的特点，GPS用于变形监测可分为三种

22、应用模式：周期性 重复测量、固定连续静态GPS监测阵列和实时动态监测。前两种模式适用于地 壳形变、大坝以及滑坡等变形量较小的缓慢变形监测，其数据处理模式为静态 解算。实时动态监测多适用于在缓慢变形中存在突变的变形以及工程结构物在 外力作用下的振动变形。周期性重复测量实施与常规GPS控制网测量基本一 致，即先进性野外数据采集，然后手动下载数据并进行数据处理，因此设备可 以重复使用，适用于低于次/数月频率的监测应用，当监测频率提高时，野外数 据采集的劳动强度将大大提高；固定连续静态GPS监测阵列的实施模式与连续 运行参考站（CORS）的模式类似，所有监测数据通过数据传输设备发送至数据 中心，然后由

23、相应的数据处理软件自动进行静态处理，其监测频率一般为次/儿 十分钟数天。这种模式的缺点是设备必需长期安装在监测点上，硬件的一次 性投入较大，但如果监测频率要求较高的监测应用（如：大坝、处于滑动期的 滑坡、矿山尾矿坝、山采空区的变形监测），则可以大大降低野外数据采集的 成本，并实现整个监测的自动化，提高灾害预报的实时性。2监测网的布设监测点布设需考虑的因素：（1）位于尾矿坝体上并能够反映尾矿坝的变形；（2）开阔性应较好，遮挡不严重，尽量避开房屋或树木等遮挡物；（3）应尽量避开水体、金属、玻璃幕墙等强多路径环境；（4）尽量避开强磁场的干扰；（5）监测墩建造的施工、供电、通讯等应尽量方便。以上因素应

24、该首要考虑第一个，一般根据坝体的结构和地质条件来确定， 最大坝高处、地基地形地质变化较大处均应布置监测剖面。每个剖面上根据坝 的高矮，在坝坡表面从上到下均匀设置若干个监测点。最下面一个点应设置在坝脚外510m范围内的地面上，以用于监测尾矿坝发生整体滑动的可能性。在 满足第一个条件后，再根据后几个个条件进行调整。基准点的布设需考虑的因素：（1）基准点应位于稳固的基岩或建筑体上；（2）基准点距离监测点应尽量近；（3）监测墩建造的施工、供电、通讯等应尽量方便。同样，基准点的布设首先要考虑第一个条件，然后再根据后面的条件进行 调整。5. 3系统结构设计系统由数据接收、数据传输以及数据处理三大部分组成，

25、其基本结构示意 图如图4. 2所示。即:监测站与参考站的硬件配置是相同的，由GPS天线、GPS 接收机（可采用一机多天线设备混合使用）、天线电缆、GPRS Modem、电源 （可采用太阳能或UPS）组成。数据通过GPRS可直接发送至已连接Intenet的 计算机系统上，通过计算机上的数据采集、处理、管理及分析软件自动提供监 测目标的变形信息。图4. 2 GPS变形监测系统结构示意图5. 3.1数据接收部分数据接收部分主要由GPS接收机、GPS天线、天线电缆以及电源组成。(1) GPS接收机和天线。采用中海达GPS接收机和天线。当监测站与参考站距离 小于2公里时，可采用单频接收机，否则采用双频接

26、收机。当监测点比较密集(直径小于120m)时，可以采用一机多天线GPS技术使多个监测点共享一个接收 机，以降低接收机硬件、供电、通讯及施工的成本。fib 4 A（；l图4. 3-1 GPS接收机图4.3-2多天线控制器5. 3. 2数据传输与数据采集部分数据传输部分负责把GPS原始观测数据（包括监测站和参考站）发送至数 据处理和分析中心的计算机上。数据传输的方式可有多种，如：Internet网、 GPRS/CDMA、局域网络以及通讯电台等，其中在有手机信号覆盖的地区选择 GPRS/CDMAo中海达V8系列接收机集成了 GPRS调制解调器模块，使用时只要插 入SIM卡即可实现GPRS/CDMA无

27、线通讯。数据采集软件为GPSDTUCentero其中Datalogging支持通过串口或 Internet方式通讯，其主界面如图4.4所示；GPSDTUCenter则是专门为 GPRS/CDMA通讯方式开发的数据采集软件，其主界面如图4. 5所示。GPS satellitesElvC/A 1P1P2 |2500800270017001100200019002800Stabon Infose nnDolX 0 0015curFie:C:Te$LSoftW郡X -2418203 6857Dorr -0.0044Y 5365905 9665Z 24C5484 2932DotZ 0 0000Dat10

28、/30/2007DI O.OOOOCOpDop 2.090000Time6:5& 22图4. 4 Datalogging软件主界面VI.0- I 5.I IWNa ftetood tHri Fwi 叭刈 FM laaTe | -ndBti | .血t |18知TCP 1Z7Q01179 0110X0 汹3141. 划 16mX 81 E4 3 P1ft2防1313;i.3.6O M rim J.?, 10 Awt -0.1W16? LatF. Qk (Ui! rrm)0iH57 1500 1557 占 8 g5八S加0氏123（夕1520 必。128 8G。pmusawStatus Bar图I

29、T GDMS系统主界面（静态监测位移时程曲线）、DAWorkVGPSC3.0lU，P9XciJMGGMSW，tfGMS.mM DGWS件必 能，5 如如9 *!M 收电附图1-2 GDMS系统主界面（动态监测位移时程曲线）Station oosmon mao.mS2、工、b ,%, % 、.x、:、二.%、。* ,4s4*.、川3食 eR q RJ TK1LCGMSIX OltfPOS CUfPOS.1中,丫:1mMameOra0(mjCuQk(e)OroDV(ni)CurtJv(ni)OroDh(ni)CurDhm)Dis(m)G*1-7.9917.9027.2657.254-0.0700.

30、007GMTS2-c.ica4.1459.3158.313-0.1440.1410.002C向0 3520.35010 06210 0620039-00160 0230傅1 8871.8363 7363 7360 0520 0740 023。归55.531$ S906 0396 0990 1680194 025 二卜图1-3 GDMS系统主界面（监测点平面图）（2）主要功能数据质量控制基线解算变形结果数据可视化 数据管理（查询、删除和备份）(3)数据采集模块数据采集模块用于将GPS接收机原始观测数据聚集转换为标准Rinex格式的 观测数据。数据采集模块GPRS/CDMA与接收机通讯，完成接收机

31、设置后，将接收机 接收卫星观测信息采集到数据处理中心，转换为GDMS处理的原始观测数据。GPSElv|C/A|PIP2 |0 000 00 0000000000Staion InfoSite ?Do0 0 0015cutFile:C:T e$t_SoftVareac1X -2418203.6857DOY 0 0044Y 5385905 9665Z 2405484 2932DoZ 0.0000Date:10/)/2007DI 0.000000pDop 2090000I me:6 56： 22图1-4数据采集(4)数据处理模块数据处理模块是GDMS的核心，其中的主要任务就是基线解算。根据不同具体

32、应用可分为两种解算模式：静态解算和动态解算模式(单历元)。这两种解算模式 的模糊度搜索算法都是采用由香港理工大学自行研制的适用于变形监测的单历算 法。该算法可避开周跳并具有更可靠的质量控制功能，非常适合于变形监测环境。图1-5数据处理(5)数据管理模块数据管理模块用于管理用于解算的观测数据、解算结果。GDMS支持文件系统 和数据库系统两种存储方式。点击GDMS左边中Search栏，对监测结果进行查寻。图1-7图形化结果图1-7图形化结果MaGfilS Tree图1-6解算结果查寻点击Search后，指定的时间段的观测结果将显示在图表显示区域中。期611。2108外* OK ICotocI图1-

33、8显示刻度设置设置图标刻度：点击工具栏中臼按钮，弹出对话框设置图表显示数据类型设置显示类型：点击工具栏中S按钮，显示单历元模式解算结果。点击T按钮，显示静态模式解算结果。点击K按钮，显示卡尔曼模式解算结果。显示数据点值：如果需要精确显示图形中数据值，将鼠标停留在图形点位置，弹出的提示信息将显示数据的时间以及数据值。图1-7时间点数据显示附录2：多天线开关控制器表1-1多天线控制器的技术指标PhysicalEnclosuremetallic constructionDimensions48. 2 x 39. 5 x 14. 0 cmWeightEnvironmentalerating Tempe

34、rature-10 to +55 degrees CelsiusStorage Temperature-20 to +60 degrees CelsiusHumidity95 %PowerInput VoltageDC 12V 2VInput CurrentDC l.Ol. 2Power Consumption20 WattsConnectorGPS Antenna Port20 portsPower Port1 portsSerial Port2 ports附录3：滑坡监测系统的远程数据采集解决方案 一、为什么选择GPRSGPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio

35、Service）的英文简 称，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与现 有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种 分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数 据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多数移动互联的应 用。GSM网中用户最高只能以9. 6kbit/s的速度进行数据通信,如Fax、 Email. FTP等，这种速度用于传送静态图象还基本能满足要求，但随着英特网 的飞速发展，用户往往希望传送高质量的视频和声音。显然，现有的GSM数据 业务无法满足这个要求，而GPRS每载频最高能

36、提供107kbit/s的接入速率（Cs/2下带8个下行信道），即每信道的速率是13.4kbit/s。受中国移动网络 的限制，目前速率一般在50kbit/s左右。GSM能满足只需发射GPS定位坐标的 车辆导航应用，但需要下载GPS观测数据时，则用GPRS更合适。目前商业RTK GPS也是采用这种通讯方式。多天线GPS系统需要从监测现场远程采集原始观 测数据至数据处理中心（包括监测站和基准站），因此需要选择GPRS。二、解决方案介绍由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，因此监测中心计算机 需要一个固定的IP地址或固定的域名，各个水文数据采集点采用GPRS模块通 过IP地址或域名来访问该

37、主机，从而进行数据通信。（一）系统结构GGSN防火InternetAPN接入路由潜rGPRS网络）（现场采见点）GPS基率茸 ZSTEL DTU应用玻务巡公网接入方案GPRS竹干网;无我 ZSTEL DTUGPSSGSNADSL MODhM务揩的 、：:伙 ；堵数 抵 中 心防 火 墙数 妍 中 心应川服务器逋信服务联“网接入方案GPS监测站和基准站:现场监测站和基准站通过GPS采集原始观测数据，通过GPS上的RS232接 口与GPRS DTU终端相连，GPS采集到的数据通过GPRS DTU终端的内置嵌入式 处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS无线网络。数据处理中心：a）公网接入方案

38、服务器采用公网方式接入Internet,如ADSL拨号/电信专线宽带上网等。 当以拨号方式获得公网IP时，由于该方式是以动态形式分配IP,因此可采用 域名方式进行IP的自动转换。b）专网接入方案服务器采用省移动通信公司提供的DD专线，申请配置固定IP地址，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当GPS接收机数量增加，中 心不用扩容即可满足需求，可实现大容量数据采集应用。监控中心服务器接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证，后传送到 监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理， 这样进一步增强了系统数据通信安全性能。GPRS/CDMA移动数据传输网络

39、：GPS采集的数据经GPRS/CDMA网络空中接口功能模块同时对数据进行解码 处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS或中国联通的 CDMA无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。（二）系统方案：GPS接收机使用现有的商用GPRS/CDMA DTU透明数据传输终端，通过移动 GPRS网络与监控中心相连。各GPS接收机的GPRS/CDMA DTU使用移动通信公司 的GPR/CDMA S普通数据卡或APX专用数据卡，同时监控中心对各点GPRS/CDMA 终端编号进行登记，并与采集点信息进行关联，以便识别和维护处理。信息采 集中心运行监控系统软件GPSDTUCenter,实

40、时采集GPS观测数据。（三）安全措施：全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施 包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定 是指系统能够至少7X24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也 不能中断运行。数据中心可通过公网接入,或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比 较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS/CDMA数据传输设备 要经过Radius服务器的认证，整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较 高，可充分保障速度和网络服务质量。1、APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数 据专网

41、，由于采用数据专网，服务器与公网Internet隔离,可以有效避免非法入 侵。2、用SIM卡的唯一性，对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM 卡号和AP进行绑定，划定用户可接入某系统的范围，只有属于指定行业的 SIM卡手机号才能访问专用APN,移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门 的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APNo3、可以为每个GPRS/CDMA数据传设备单独配置DTU ID号和密码，通过数据中 心在其登陆时进行应用层认证，其他没有数据中心分配的DTU ID号和密码的 GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。4、数据加密：可

42、对整个数据传送过程进行加密保护。5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能， 保障系统安全。三、GPRS数据服务资费中国移动在各地区推出的GPRS数据服务资费标准是不一致的，具体需要询 问当地中国移动。以下是按数据流量收费的参考标准（各地区收费有不同，同 时集团有户还有优惠）：标准套餐不区分内网，每kb3分钱，用多少算多少，不用不收费；5元包10M的，仅10M仅仅指内网，超过部分按每kbl分钱算，外网部分每 kb3分钱，封顶500元；20元包50M, 20元以上包月套餐就不区分内外网了，超过部分每kbl分钱，封顶500元；100元包800M,超过部分每kbl分钱500

43、元封顶。200元包2000M,超过部分每kbl分钱500元封顶。当GPS的数据采样间隔为5秒时，一台GPS 一天的原始观测数据不超过 20M,因此可采用包月的形式，可选择100元包月的套餐。数据中心采用ADSL或固定IP的专网，目前都采用包年的形式，一般价格在 8001500/年。附录4： CX-3c型测斜仪使用技术要求（-）工作原理该仪器采用石英挠性伺服加速度计作为敏感元件，是一个力平衡式的伺服 系统。当传感器探头相对于地球重心方向产生倾角时，由于重力作用，传感器 中敏感元件相对于铅锤方向摆动一个角度，通过高灵敏的微电子换能器将此角 度转换成信号，经过分析处理，直接在液晶屏上显示被测点的水平

44、位移量AX,Y 值，并存入仪器中，通过串口送入计算机中处理，探头抗震性达到50000g。测 量精度：0. 02mm/500mm,分辨率0. 02mm/8秒；系统精度：4mm/15m;数字 量显示:4. 5位;记录方式：自动采集；测量范围：030 ； 090 ； 测试深度最大200m。（二）施工工艺流程：钻孔一清孔一埋设测斜管一在孔口用砖及水泥做方 形保护台一下测斜仪探头至孔底一按规定测量间距上提探头并读数一一孔测完 后按规定保养测斜仪。（三）技术要求.钻孔钻孔孔径不小于91mm,钻中110的垂直钻孔，垂直度W2%。孔深需进入滑 坡最终滑动面以下稳定地层不少于5m,钻孔垂直偏斜度不大于1.5%,

45、并应进行 地质与地下水编录，尤其应注意滑动面深度。.测斜管安装1) PVC测斜管外经中70,接头处中80,高要求场合可选用ABS管式铝合金管。2)PVC测斜管接头处，用长8mm,直径中3的自攻螺丝牢固上紧，孔底部 必须用盖子盖好，上4个螺丝，孔口也需上保护盖。PVC测斜管有4个内槽，每个内槽相隔90度。安装时将其中1个内槽 对准基坑方向，或地基边坡的需要监测的位移方向。PVC测斜管与钻孔间隙部位用中砂加清水慢慢回填，慢慢加砂的同时， 倒入适量的清水。注意一定要用中砂将间隙部位回填密实。否则，影响测试数 据。PVC测斜管在下的过程中，可向管内倒入清水，以减少浮力，更容易安 装到底。.仪器测试操作

46、规程1)每次测试前应检查仪器是否工作正常。判定方法是：将仪器与探头插头 连接好后，打开电源开关，将探头稳定一分钟后直立，靠住一个固定不动的物 体上，观察仪器最后一位显示数据是否稳定，一般在02之间跳动，此时， 仪器周围不能有振动物体干扰和汽车、火车、电机震动等。如果仪器最后一位 是在02之间跳动，说明仪器稳定正常。然后，将探头沿滑轮某一方向倾 斜，观察仪器数据是否变化。如果此时数据是向增加方向变化，则将探头向滑 轮相反方向倾斜，此时数据应向减少方向变化，而且，增加、减少变化量很 大，说明仪器灵敏度正常。2）检查仪器重复性的方法：将探头放入测斜管内1米处，稳定后读一个 数，然后将探头取出后再用同样的方法严格放入原来测斜管内L米处，深度误 差0.5mm。此时，读数如果与第一次一样，或相差小于0.3mm,说明仪器重复性 正常。以上稳定性、灵敏度、重复性三项是检查仪器最严格最有效的方法。以上 三种检查方法都是正常时，说明仪器完全工作正常。可进行下一步测试。3）测试前，应在PVC测斜管管口用锯子做一个记号，每次电缆深度都应以 该记号为标准起点。4）