毕业论文-GPS技术在滑坡变形监测中的应用

PAGEPAGE15GPS技术在滑坡变形监测中的应用龙岩学院测绘工程专业【摘要】:全球定位系统GPS以其连续、实时、高精度、选点灵活、全天候测量和自动化程度高、可同时测定点的三维位置与速率等优点,因而为滑坡监测提供了一种新的有效的数据采集手段，在本文首先对常规大地测量技术、特殊变形测量手段、摄影测量技术和GPS技术用于变形监测的现状及其特点进行总结,然后介绍了GPS用于滑坡变形监测的方法,并通过汀江凹子湾滑坡体的变形监测介绍了GPS滑坡监测的整个过程,包括监测网的技术设计、外业观测、数据处理、变形分析等内容。监测结果表明,采用GPS静态定位技术达到mm级的精度,完全可以满足高精度滑坡监测的要求。然后对目前GPS用于变形监测的模式、数据处理方法及其存在的问题作一介绍和分析,最后探讨GPS变形监测技术的发展趋势。【关键词】:全球定位系统(GPS);滑坡;变形监测目录TOC\o"1-3"\h\u278611.引言 4289821.1变形监测的定义 42761.2变形监测的内容 4126471.3滑坡变形监测的目的及重要性 471281.4变形监测技术现状及其发展 5227151.4.1传统的地面变形监测方法 587381.4.2摄影测量技术用于变形监测 5101571.4.3GPS变形监测技术的应用及发展 630641.5GPS技术用于变形监测的特点及优势 6291202GPS技术概述 7297302.1GPS系统的组成 7201582.2GPS静态绝对定位原理 7253042.3GPS静态相对定位原理 879822.4监测模式 948442.5GPS位移监测原理 9177583.GPS滑坡监测方案设计 10115713.1监测网的技术设计依据 10162923.2网点和网型的设计 1051723.3GPS监测网的精度要求 10301523.4数据采集与传输 11272484.工程实例 11232284.1工程概况 1140264.2GPS监测网的布设 11197204.3GPS监测网的野外观测 12303274.4数据处理方案 12132014.5监测成果分析 13306585结论 14422致谢语 1517860参考论文 151.引言1.1变形监测的定义变形是自然界普遍存在的一种自然现象，它是指变形体在各种载荷作用下，变形体形状、大小、位置在时间域和空间域中的变化。变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续的监视观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测工作是人们通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段。根据对变形体的研究范围，可将变形监测对象分为3类：全球性变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地潮，地球自转速率的变化等。区域性变形研究，如城市地面沉降、地壳变形监测等。工程和局部性变形研究，如地下开采引起的地表移动和下沉、滑坡体的移动，工程建筑物的变形。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、矿区、防护堤、高层建筑物、边坡、隧道和地铁地表沉降等。1.2变形监测的内容变形监测的内容，要根据变形体的性质与地基情况来确定。必须具有明确的针对性，既要有重点，又要作全面考虑，以便能正确、精确、实时反应出变形体的变化信息，到达监视变形体的安全、了解和分析变形规律的目的。变形监测分为外部变形观测和内部变形观测。对变形体主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部变形观测。为了了解变形体(如大坝)内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部变形观测[16]。工业与民用建筑物监测：主要包括基础沉陷观测与建筑物本身的变变形观测。水工建筑物监测：就拿土坝来说，主要观测土坝的水平位移、垂直位移，裂缝观测和渗透，通过水平位移观测求得坝体的扭曲，通过垂直位移观测求得基础和坝体的转动。地面沉降监测：由于地下开采的大量进行，将使地面发生沉降现象。在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析.1.3滑坡变形监测的目的及重要性现实世界中许多灾害的发生与变形有着极为密切的联系,例如地震、溃坝、滑坡以及桥梁的垮塌等等,都是典型的变形破坏现象。因而,变形监测的首要目的是对变形体进行监测掌握变形体的实际性状，科学准确及时的提供变形体的变形信息，为判断其安全提供必要的信息。变形监测的研究在国内外受到了广泛的重视。滑坡作为一种常见的地质灾害,给国民经济的发展带来极大的影响,我们需要获取滑坡体的变形信息以便做好防治措施，随着各种大型建筑的大量涌现以及滑坡等地质灾害的频繁发生,变形监测研究的重要性更加突出.许多大型基础设施的建设,如高速公路、铁路、水库等设施,在开挖山体时,都有发生滑坡的可能。这就要求采用一种成本低、易于推广和有效的监测手段,对这些潜在或是正在滑动的滑坡体进行监测,以避免大面积滑坡产生时造成难以预料的损失。1.4变形监测技术现状及其发展目前，变形监测的技术和方法正在由传统的单一监测模式向点、线、面立体交叉的空间模式发展。在变形体上布置变形观测点，在变形区域影响范围外的稳定点设置基准点（即在稳定点上设置固定的观测站）用高精度的测量仪器定期监测变形体三维位移变化获取变形体变形信息是一种非常有效的外部监测方法。这些方法主要有高精度地面监测技术、摄影测量方法、GPS监测系统等手段[12]。1.4.1传统的地面变形监测方法目前,绝大部分的滑坡灾害的监测系统都以监测外部形变为主。变形监测分为外部变形监测和内部变形监测。对于高速公路以及山区河流两岸的滑坡变形监测,外部变形监测包括水平变形监测和垂直变形监测。地面监测方法主要是指用高精度测量仪器比如水准仪、经纬仪、全站仪、测距仪等常规测量仪器测量测定点的变形值，通过测量角度、边长和高程的变化来测定变形，它们是目前变形监测的主要手段。常用的地面变形监测方法主要有前方交会法、极坐标法、双边距离交会法、自由设站法、小角法、视准线法、测距法、几何水准测量法、精密三角高程测量法等。常用前方交会法、距离交会法监测变形体的二维水平（XY方向)位移；用视准线法、小角法、测距法观测变形体的水平单向位移；用几何水准测量法、精密三角高程测量法观测变形体的垂直方向（Z方向）位移。地面监测方法具有如下优点是:能够很容易的提供变形体整体的变形信息及变形状态,监控面积大，可以有效的监测变形体的变形范围和绝对位移量；观测量通过组成网的形式可以进行测量结果的检核和精度评定；（3)灵活性大，能够满足不同的监测精度要求、各种不同形式的变形体和不同的外界条件；;地面监测方法缺点是:（1）地形通视条件限制：有些监测区域通视条件极差,传统的常规仪器难以有效监测滑坡的变形信息。在地形复杂地区，比如大面积露天矿山高陡边坡，由于稳定的测站点离滑坡监测点很远,把基准点设置在离变形体不远，导致基准点不稳定、不可靠,无法观测监测点的准确变形信息。（2）受到气象条件：比如风、雨、雾、雪、粉层等的影响,特别是测测量视线通过大面积水面或者受大气折光的影响，影响了测距精度,从而导致监测精度低,无法满足边坡监测的精度要求。（3）外业工作量大,周期长,连续观测能力差,,布点受地形条件影响较大,不易实现自动化监测。1.4.2摄影测量技术用于变形监测摄影测量方法分为航空摄影测量、地面摄影测量、遥感技术。近几年来,近景摄影测量在桥梁、滑坡、大坝、隧道、结构工程及高层建筑变形监测等方面得到一定程度上的了应用,其监测精度可达到毫米级[9]。与其它传统变形监测方法相比较,近景摄影测量的优点是:（1）可用于规则、不规则或不可接触物体的变形监测，不需要接触被监测的变形体；（2)可在瞬间精确记录下被摄物体的信息及点位关系；（3）摄影测量观测时间短，外业量相对较小就可以快速获取变形体的变形过程；（4)摄影测量信息量大，利用率高，利用像片上丰富信息可以测定变形体任意点的变形信息、相片信息客观，相片可长期保存,有利于进行变形的对比分析;(5)监测工作简便、快速、安全。近几年发展起来的数字摄影测量技术,也在建筑物及滑坡等变形监测中得到了成功的应用,并显示出良好的应用前景。此外,空中摄影测量技术亦在较大范围的地面变形监测中得到了应用。但由于摄影距离不能过远,且大多数的测量部门不具备摄影测量所需的仪器设备,摄影测量技术在变形监测中的应用尚不普及.[6]1.4.3GPS变形监测技术的应用及发展全球定位系统GPS技术的应用是测量技术的来一项场革命性的变革[3]。在变形监测方面，与传统监测方法相比，GPS技术不仅具有高精度、操作简便、速度快等优点，而且利用GPS技术和数据通讯技术、计算机技术及数据处理与分析技术进行集成，从而实现从数据的采集、传输、管理、到变形分析及预报的自动化和智能化，从而达到远程实时监控的目的[2]。据资料介绍,国外在20世纪80年代就开始把GPS技术用于变形监测，取得了丰硕的成果。从90年代以来,世界上许多国家纷纷布设地壳运动GPS监测网,为地球动力学研究和地震与火山喷发提高预报服务。例如,日本从1993年开始了GPS连续观测网的筹建工作,到1994年日本列岛已经建立由210个GPS连续观测站组成的连续监测系统(COSMOS),到目前为止观测站总数已经发展到1000多个。该系统于1994年10月1日正式投入起用,10月4日就监测到北海道东部近海8.1级大地震,并清晰地记录了地震前后的地壳形变。1995年1月17日16时35分,在日本阪神7.2级大地震后,该系统在进行快速、准确、精细地监测与分析地壳运动方面起到了很大的作用[10]。GPS技术是监测地壳形变和板块运动的有效手段。我国在利用GPS进行地壳形变监测方面起步较早。从1990年开始,先后建立了多个全国性的GPS监测网(包括中国地壳运动观测网络、国家GPSA级网等)和主要活动带的区域性GPS监测网(包括青藏和喜马拉雅山地区、川滇地区、河西和阿尔金地区、新疆和塔里木地区、华北地区和福建沿海地区的GPS监测网等),进行了多期的复测和连续观测,并利用这些资料首次建立了定量的中国大陆及其周围地区地壳运动的速度场,给出了中国大陆地壳水平运动的基本特征,得到了中国地壳水平运动呈现明显的非均匀性,西部强东部稍弱,西部地区的地壳运动受印度板块强烈冲击呈现出南北方向缩短、东西方向伸展、有明显块体特点等重要结论。在GPS技术用于大坝外观变形监测方面,我国已成功地建立GPS自动化监测系统[16]。例如我国在青江隔河岩大坝建立的GPS自动化变形监测系统,该监测系统由三部分组成分别是：数据采集、数据传输、数据处理与分析。数据传输部分及时准确地将观测资料及有关信息(观测值、卫星星历)传输到控制中心,也能在总控室中对各接收机进行遥控(譬如:开机、关机、改时段长度、设置采样率、截止高度角等参数)。数据处理及管理部分主要由总控软件、数据自动处理软件、自动变形分析软件和数据库管理等部分组成。该系统曾在1998年长江抗洪中发挥了重要作用。在GPS用于滑坡变形监测方面,DingX.L.于1999年提出了一机多天线的思想并成功研制了一机多天线GPS变形监测系统,它不改变目前已有的GPS接收机的结构,而通过一个附加的GPS信号分时器来实现一机多天线[5]。这一思想在设计上是多天线阵列与接收机的连接使用一个时分单通连接开关,即GPS多天线转换开关GMS(GPSMulti-antennaSwitch),它能与任意多个GPS天线相连。实践证明,采用一机多天线GPS系统,不仅可大大节省硬件设备费用的投入,而且能够有效地应用于滑坡和大坝等局部变形监测。1.5GPS技术用于变形监测的特点及优势将GPS技术用于滑坡变形坡监测有以下优点:观测点之间无需通视。对于传统的地表监测方法，点之间只有通视才能够进行观测，GPS监测技术一个显著特征就是点之间无需通视，只需测站上空开阔即可。从而使变形监测点布点方便灵活，并可省去很多不必要和繁琐的中间传递点，节省费用。全天候监测。观测不受天气条件的限制,无论起雾刮风、下雨下雪均可正常的监测。配备防雷电设施后，GPS变形系统可以实施长期的连续的全天候观测，它对防汛抗洪、泥石流、滑坡等地质灾害等领域的应用及其重要。可提供监测点的三维位移信息。采用传统监测方法进行监测时，平面位移和垂直位移是采用不同的方法分别进行监测的，这种监测方法工作量大、周期长，监测时间和点位很难保持一致，使获取的变形信息不够精确，为变形分析增加了难度。而采用GPS可同时精确测定监测点的三维位移信息。对于运动的观测点还能精确测出它的速度。操作简便,自动化程度高。GPS接收机的自动化日趋“傻瓜化”，而且其体积越来越小，重量越来越轻，便于安装和操作。同时GPS接收机为用户预留有必要的接口，用户可以方便的利用各个监测点建成自动监测系统，从而实现从数据采集、传输、处理、分析、报警到入库的自动化。GPS测量可以极大地降低劳动作业强度,减少野外工作量,提高作业效率。此法适用于边坡体地表的三维坐标位移监测,特别适合处于地形条件复杂、起伏大、通视条件差的边坡监测。监测精度高。GPS可以提供1×10-6甚至更高的相对定位精度[7]。在变形监测中，如果GPS接收机天线保持固定不动，则天线的对中误差、整平误差、定向误差、天线高测定误差等并不会影响变形监测的结果。工程实践证明,利用GPS定位技术进行精密工程测量和大地测量,平差后控制点的平面位置精度为1～2mm,高程精度为2～3mm。因而,利用GPS定位技术进行变形监测,是一种先进的高科技监测手段，GPS定位精度可达毫米级,满足边坡监测的精度要求。2GPS技术概述2.1GPS系统的组成GPS系统包括三大部分:空间部分GPS卫星星座;地面控制部分地面监控系统;用户设备部分GPS信号接收机[1]。其中GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在6个地心轨道平面内每个轨道4颗卫星GPS卫星上述空间配置，保证了地球上任何地点、任何时刻都可以至少同时观测到4颗卫星，以满足精密导航和定位的需要;GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和5个监测站;用户设备就是GPS信号接收机,由接收机硬件和相应的数据处理软件及终端设备组成。接收机硬件包括接收机主机、天线、电源，它的主要功能是接受卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息及观测量。2.2GPS静态绝对定位原理以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接收天线所处在协议地球坐标系WGS-84中的位置。GPS绝对定位的实质是空间距离后方交会，即在一个测站上，只需三个独立距离观测量。但是，GPS绝对定位所依据的观测量，是根据码相关测距原理测定卫星至测站间的伪距。GPS采用的是单程测距原理，同时卫星钟与接收机钟又难以保持严格同步，实际观测的测站至卫星之间的距离要受卫星钟和接收机钟同步差的共同影响，故又称伪距离测量[8]。由于定位仅需要使用一台接收机，速度快，灵活方便，且无多值性等优点，广泛用于低精度测量和导航。但是卫星钟差是可以通过卫星导航电文中所提供的相应钟差参数加以改正，而接收机的钟差，一般难以预先准确测定。所以在数据处理中，可以将其作为一个未知参数与观测站坐标一并解出。因此在一个测站上，为了实时求解4个未知参数（3个点位坐标量和1个钟差参数),至少应该有4个同步伪距观测量，即必须同步观测4颗以上的卫星，当接收机天线处于静止状态时，来确定观测站绝对位置的方法称为静态绝对定位，如图2-1所示[1]图2-1GPS静态绝对定位原理2.3GPS静态相对定位原理GPS定位系统中常用的方法有伪距法、载波相位测量法和射电干涉测量法,其中载波相位测量法是目前GPS测量中精度最高的测量方法。静态绝对定位，由于受到卫星轨道误差、接收机钟不同步误差，以及信号传播误差等多种因素的干扰，其定位精度较低，2～3hC/A码伪距绝对定位精度约为±20m，远不能满足变形监测精度及定位的要求[14]。而静态相对定位，由于采用载波相位观测量及相位观测量的线性组合技术，极大地消弱上述各类定位误差的影响，其定位精度高达10-6～10-7。载波相位测量原理是载波相位观测通过测定GPS接收机本振参考信号与卫星载波信号的相位差,间接测定卫星到接收机天线间几何距离。卫星发出一个载波信号，在任一时刻t其在卫星r处的相位为，而此时经距离P传到接收机K处的信号，其相位为，则由r到K的相位变化为（-),在（-)中包含了整个周期和不足一个周期的小数部分。则卫星r到接收机K的距离P即为P=式中为载波相位（-)的整周期部分，为不足一周的小数部分，载波波长,为已知值。载波相位观测量是接收机与卫星位置的函数,只有得到它们之间的函数关系,才能从观测量中求解接收机的位置。[4]将两台接GPS收机分别安置在基线的两个端点，其位置固定不动，并同步观测相同的4颗以上的GPS卫星，确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这种定位模式为相对定位模式。（如图2-2）在实际应用的过程中，常常将接收机的数目扩展到3台以上，同时测定若干条基线向量，这样既可以提高工作效率，而且可以增加基线观测量，提高观测成果的可靠性。（如图2-3）图2-2GPS静态相对定位原理图2-3多台接收机相对定位2.4监测模式GPS变形监测模式可分为周期性和连续性两种模式。周期性监测模式：该监测模式适用于形变体的变形速率相当缓慢(如全球性板块运动，地壳运动,处于缓慢变形阶段的滑坡体位移等),在一定的时间域和空间域内可认为稳定不动时,可利用GPS进行周期性变形监测,监测频率视具体情况可为数月、一年或数年之久。此时采用GPS静态相对定位方法测量,一般采用边连接方式构成监测网,数据处理与分析在事后进行,用后处理软件进行基线解算,经过平差计算求得观测点的三维坐标。这种方法尤其适用于长边监测网,边长相对精度可高达10-9。[5]连续性监测模式：连续性变形监测是指采用固定监测仪器进行长时间的数据采集,获取变形数据系列,因为监测数据是连续的,具有较高的时间分辨率。连续性变形监测一般要求变形监测的实时性，可采用全天候实时监测方法,即建立GPS自动化监测系统。连续性变形监测一般适用于大坝、桥梁、高层建筑物等的监测。例如,大坝在超水位蓄洪的情况下,必须时刻监视其变形状况,要求监测系统具有实时的数据传输和数据处理与分析能力。对于桥梁和高层建筑物的测量等,监测的主要目的在于获取变形信息及其特性,可以事后进行数据处理与分析。建在活动的滑坡体上的城区、厂房,常因为滑坡严重威胁着人民群众的生命财产安全，因此对于活动的滑坡体需要实时了解其变化状态,以便采取相应措施。连续性检查系统的精度可按要求设定,目前最高监测精度可达到亚毫米级。2.5GPS位移监测原理全球定位系统测量法的基本原理是用GPS卫星发送的导航定位信号进行空间后方交会测量,确定地面待测点的三维坐标。首先依据某期，一般情况选首期GPS测量中变形监测点及基准点的观测值进行相对定位，然后求得变形监测点的三维坐（X0,Y0,Z0)。然后采用类似方法进行定期或不定期的周期性复测，若第i期复测求得的变形监测点的坐标为（Xi，Yi，Zi）。如图2-4则该变形监测点在第i期的变形量为为：图2-4GPS位移监测原理3.GPS滑坡监测方案设计3.1监测网的技术设计依据GPS滑坡监测网的技术设计要满足GPS测量规范和工程测量规范、各部门制定的规程以及滑坡监测任务书。《全球定位系统(GPS)测量规范》（GB/T18314-2001）；《测绘产品质量评定标准》（CH1003-95）；《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》（GB/T18316-2001）；《测绘产品检查验收规定》（CH1002-95）；《变形监测技术精度评定标准》；3.2网点和网型的设计GPS网的设计要考虑的因素很多，其核心是如何在保证精度要求得前提下尽可能的降低成本。GPS网的设计包括网形构造、精度、基准等方面的设计，对于外业工作的具体实施，还必须考虑观测时段、时间、测站位置的选择，接收机的类型及数量等因素。GPS滑坡监测网点的设计包括两个方面：基准点的设计和监测点的设计[13]。基准点确定原则:（1)基准点必须远离滑坡变形体,点位要稳定，便于稳定性分析。（2)满足GPS观测条件,点的附近不应该有对电磁波反射强烈的物体，以避免多路径效应的影响[15]。监测点点位的确定定原则:（1）必须能全面、有效的反映整个滑坡变形特征及变形信息;（2）满足GPS观测条件。3.3GPS监测网的精度要求与常规变形监测网的技术设计相类似,GPS滑坡监测网的技术设计需要满足测量规范。选择WGS-84坐标系作为GPS变形监测网坐标系统。GPS边坡监测网的精度应满足建筑变形测量规范的规定和实际工程的需要,考虑边坡体滑移会造成巨大的危害，在进行基准设计时,最好能与测区附近高精度的国家GPS点(A、B、C级点等)进行联测，至少要能联测一个点，以保证保证监测网达到D级,确保GPS网点的位置基准达到毫米级精度,能有效提高GPS基线解算精度[14]。3.4数据采集与传输GPS数据采集分基准点和监测点两个部分，本监测网的外业观测采用美国Trimble公司生产的的GPS双频接收机4台,数据采样率为15s。根据现场条件，GPS数据传输采用有线（滑坡监测点和观测数据）和无线（基准点观测数据）相结合的方法，网络结构如图[6]3-1图3-1GPS数据采集与传输3.5数据处理与分析在首期观测时,先将基准点(JZ09)与已知站联测,采用GMAIT软件和精密星历解算,获得基准点的精确WGS-84坐标;对于以后各期的数据处理,采用随机软件TGO1.6进行解算。4.工程实例4.1工程概况汀江是福建省的四大河流之一，在上杭县境内河长为112公里，对上杭县凹子湾滑坡体进行GPS滑坡外观监测，说明GPS滑坡外观监测网的建立与数据处理过程。4.2GPS监测网的布设根据对现场条件的野外勘察,依据GPS布网原则,布设如图3-2所示的凹子湾滑坡体GPS外观变形监测网。其中,JZ09是布设在该滑坡体以外稳定基岩上的基准点,JC55-JC62为布设在该滑坡体上的8个监测点,基准点距监测点的最长距离为1170m、最短距离为394m、平均距离为840m。基准点和监测点都必须安装强制对中装置。图3-2GPS滑坡体外观监测网4.3GPS监测网的野外观测本监测网的外业观测采用美国Trimble公司生产的4台GPS双频接收机,采用静态相对定位的方法进行外业观测及数据采集,数据采样率为15s。首期观测时,基准点上连续观测8h,监测点上连续观测4h;以后各期观测时,基准点上连续观测4h,监测点上连续观测2h。[3]为提高观测精度,在外业观测作业中,常常采取以下几个具体的措施:（1）选择卫星的几何图形强度：在GPS定位中，观测卫星与测站构成的几何图形强度因子可用空间位置因子（PDOP)来表示，无论是绝对定位还是相对定位，PDOP值都不应该大于6。（2）选择最佳的观测时段：同步观测的卫星数要不少于4颗,PDOP值小于6且气象元素比较稳定的时间段，最好能均匀分布在四个象限。（3）量取天线高时,用三角板直接丈量到天线相位中心的参考点(ARP)。4.4数据处理方案对观测数据进行处理,同步边观测数据的检核:三期观测数据的基线向量剔除率均在5%以内，分别为2.1%、2.4%和2.7%,满足规范要求;由软件生成的残差图可以得出,载波相位观测值中的残差均未超过0.1周,并且残差图形曲线基本平滑连续而且数值比较小,表明该观测数据质量比较好,符合高精度GPS变形监测的要求。表4-1、表4-2分别列出了三期GPS监测网的同步环闭合差和异步环闭合差的精度统计表,从表中数据可以看出,监测网的外业观测质量符合全球定位系统测量规范的要求,数据质量较高。表4-3列出了监测网平差后的点位中误差统计,三期数据的单位权中误差分别为2.86mm,3.24mm,3.14mm。从统计结果可以看出,本监测网的三期监测数据观测经空间无约束平差后的各项精度指标都能达到预期目标,在精度、可靠性和置信度等三个方面也都达到了预期的设计要求,该GPS滑坡监测网是合格的。表4-1同步环闭合差统计表监测期数个数最佳精度（mm/km)最差精度（mm/km)平均精度（mm/km)1150.64511.3713.6152180.23811.3893.2863190.29713.2514.027 表4-2异步环闭合差统计表监测期数个数最佳精度（mm/km)最差精度（mm/km)平均精度（mm/km)1220.98618.3435.2462281.13516.2588.3543261.34818.2467.028 表4-3点位中误差统计表(mm)点号第一期第二期第三期JZ09JC55JC56JC57JC58JC59JC60JC61JC620.01.91.01.02.02.40.01.11.01.01.01.11.01.01.10.0监测成果分析表4-4给出了该滑坡体三期变形信息的统计结果,通过对监测数据的变形分析,可以看出:基准点JZ09稳定可靠,该滑坡体的8个监测点均发生了不同程度的变形,其中第二期监测,最大平面位移点为JC56(dN=14.0mm,dE=-38.4mm),最大下沉点为JC62(-34.6mm);第三期监测,最大平面位移点为JC56(dN=22.4mm,dE=-61.6mm),最大下沉点为JC62(-37.1mm)。图4-1是由表4生成的监测点位变变化图，该图清晰的显示该滑坡体8个监测点的变形方向基本一致,大致朝向汀江水流的方向,距离长江越近,越接近水流的下游,变形量则越大。表4-4湾滑坡体三期变形量统计表(mm)点号第二期减第一期第三期减第二期第三期减第一期N1E1H1N2E2H2N3E3H3JZ09JC55JC56JC57JC58JC59JC60JC61JC620.05.414.00.0-2.7-38.4-24.0-6.0-18.3-10.3--2.1-15.0-24.4-3.6-15.2-7.9-25.1-34.60.0-0.26.712.5-3.03.90.02.4-23.2-13.311.3-11.5-12.410.42.70.04.80.2-9.513.0-1.7-2.616.6-2.50.03.722.414.78.416.326.32.310.80.0-0.4-61.6-37.35.3-29.8-22.70.810.60.02.7-14.8-33.99.4-16.9-10.5-8.5-37.1图4-1监测点位变化图5结论本文主要介绍了GPS用于滑坡外观变形监测的方法,并通过凹子湾滑坡体实例介绍了整个监测过程。从数据分析结果可以看出，GPS技术用于变形监测是可靠的。GPS应用于大坝和滑坡体等的外观变形监测,与传统的地面测量技术相比有其独特的优越性,但是成本亦较为昂贵。因此,研究低成本的GPS变形监测技术和监测系统有其实际意义其中。此外,应当重视研究如何提高GPS位移的监测精度,从而使GPS可以同时测定三维位移的优越性得到更有效的发挥。需要特别注意的问题有:（1)在对GPS监测网点进行观测时,最好采取强制对中措施,以保证对中精度在1mm内;为保证高程方向的监测精度,应采用固定天线高的方法消除天线高的丈量误差。（2)对于GPS监测网,外业观测质量合格只能说明GPS网中没有出现错误和大的粗差,网中是否含有小的粗差和异常值,还需要通过网平差后的质量评价来确定。一个GPS网,只有通过了这两个方面的检核,才能认为是合格的。（3)对于GPS监测网基准点的选择,必要时还必须进行基准点的稳定性分析,只有通过检验,才能用于下一步的变形分析。致谢语在本论文完成之际，首先要对我的指导老师张高兴老师表示诚挚的感谢和崇高的敬意!在论文撰写期间，从论文的选题，到内容的确定、资料的收集，再到初稿的完成、修改直至论文的定稿，张高兴老师都给了我莫大的帮助和支持。张高兴老师深厚的学术造诣、严谨的治学态度和朴素、高洁的人品道德，都将使本人终生受益。在大学四年时间里，本人一直受到龙岩学院资源工程学院老师的关心和指导，在此也向他们表示由衷的感谢!在校期间，班级同学给予了我极大的支持和帮助，使我能够很好完成各项工作。在论文撰写期间，得到了同学们的鼓励和帮助，为我的论文提出了不少好的建议，在此也向他们表示诚挚的祝福和衷心的谢意。参考文献[1]胡友健,罗云,曾云.全球定位系统GPS原理与应用[M].武汉:中国地质大学出版社,2003.154-155.[2]刘大杰,施一民等全球定位系统(GPS)的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1996:1[3]吝全奎GPS测量技术在滑坡监测中的应用[J]1西北水电,2002,2:32[4]王军,张华海,徐仁龙,等.GPS变形监测网不同期观测数据的处理方法[J].江苏测绘,2001,24(4):12-14.[5]杨光,何秀凤,华锡生,侯新华等GPS一机多天线在小浪底大坝变形监测中的应用[J].2003,27(3):52O551[6]王爱公,张学庄,刘小生.边(滑)坡安全自动监测系统[J].中南工业大学学报,1997,28(4):322-324.[7]张航,王政梅,刘进等GPS复测黄蜡石滑坡大地形变网的精度分析[J].工程勘察,2001,(2):54O581[8]帅平,陈定昌,江涌,GPS广播星历误差及其对导航定位精度的影响[J].数据采集与处理,2004,19(1):107-110.[9]吴世棋,孔健,张德强.近景摄影测量在隧道变形监测中的应用[J].铁路航测,1994,(4):6-8.[10]李征航,徐绍铨.全球定位系统(GPS)技术的最新进展[J].测绘信息与工程,2002,27(3):32-35.[11]夏训清,苗胜军,蔡美峰,等1GPS边坡变形监测数据处理与精度分析[J].中国矿业,2006,15(1):65-671[12]DingXL,ChenYQ,HuangDF,etal.MariaandMikeStewart,SlopeMonitoringUsingGPS-AMulti-antennaApproach[J].GPSWorld,2000,11(3):52-55.[13]李长洪,张丽荣,蔡美峰,等.GPS滑坡监测的基准设计和数据处理[J].有色