GNSS監(jiān)測(cè)技術(shù)在華光潭水電站的應(yīng)用及分析

1、GNSS監(jiān)測(cè)技術(shù)在華光潭水電站的應(yīng)用及分析摘 要：傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化的平安需求，該文主要介紹GNSS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)在華光潭水電站工程邊坡中的應(yīng)用以及平安影響分析。從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看，GNSS靜態(tài)基線解算的精度很高，但點(diǎn)位位移的準(zhǔn)確度，包括各個(gè)軸的變化情況，是否能夠準(zhǔn)確進(jìn)行反響，還需要后續(xù)更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。在自動(dòng)化的邊坡監(jiān)測(cè)中，GNSS已經(jīng)成為不可或缺的一局部，其自動(dòng)化、高效、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)相比于傳統(tǒng)方法更有優(yōu)勢(shì)，未來(lái)，必將有更多的GNSS應(yīng)用于邊坡監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵詞：GNSS 自動(dòng)化 變形監(jiān)測(cè) 邊坡監(jiān)測(cè)中圖分類(lèi)號(hào)：TV698  文獻(xiàn)標(biāo)

2、識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791202107c-0003-02華光潭水電站一級(jí)廠房后邊坡在施工及建成運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)以下情況：廠房一起開(kāi)挖過(guò)程中廠后曾發(fā)生過(guò)小規(guī)模坍滑;壓力管道下平洞開(kāi)挖過(guò)程中由于地質(zhì)條件較差未及時(shí)支護(hù)，2#平洞曾發(fā)生過(guò)坍方;2021年6月暴雨后再巡檢中發(fā)現(xiàn)一級(jí)廠房后邊坡有破壞跡象，邊坡上部截水溝出現(xiàn)裂縫較多、延伸較長(zhǎng)，廠房后邊坡下游側(cè)出現(xiàn)局部溜皮現(xiàn)象。可見(jiàn)，目前該水電站后邊坡存在一定的平安隱患，對(duì)該邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，了解變形情況，對(duì)突發(fā)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警是必要的。之前該邊坡在用的監(jiān)測(cè)方法主要以傳統(tǒng)的全站儀多測(cè)回測(cè)角的方式為主，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，采集數(shù)據(jù)后到內(nèi)業(yè)進(jìn)行處理、分析變形情況

3、。此方法存在以下問(wèn)題：1無(wú)法做到實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，邊坡災(zāi)害瞬時(shí)發(fā)生，全站儀測(cè)量需要采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，在時(shí)間跨度上存在延時(shí)，無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)對(duì)瞬時(shí)災(zāi)害的需求。2人力本錢(qián)大，邊坡樹(shù)林密集，全站儀不通視無(wú)法完成觀測(cè)作業(yè)，需要經(jīng)常對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行人工維護(hù)。減少誤差來(lái)源，提高監(jiān)測(cè)精度。隨著GNSS技術(shù)的不斷開(kāi)展，此技術(shù)應(yīng)用于邊坡監(jiān)測(cè)，具有定位速度快、全天候、自動(dòng)化、測(cè)站之間無(wú)需通視以及數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單快速的優(yōu)勢(shì)，在滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)精度的情況下，能夠很好地解決全站儀監(jiān)測(cè)的缺陷。1 GNSS用于華光潭水電站1.1GNSS監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)GNSS監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)由基準(zhǔn)控制點(diǎn)以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成?；鶞?zhǔn)控制點(diǎn)設(shè)立原那么基于不在變形區(qū)域、地質(zhì)穩(wěn)定不

4、易變形、天空環(huán)境好以及出于對(duì)儀器供電、平安的考慮，設(shè)立在廠區(qū)保安樓附近，共設(shè)立兩個(gè)基準(zhǔn)控制點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿用全站儀監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在棱鏡上方加裝GNSS天線，共設(shè)立8個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)見(jiàn)圖1、圖2。1.2監(jiān)測(cè)方案該方案采用徠卡GS14天線結(jié)合徠卡Spider、GeoMos監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行邊坡監(jiān)測(cè)。GS14GNSS天線接接收衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)回效勞器，效勞器端通過(guò)Spider軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的靜態(tài)數(shù)據(jù)解算，Spider將靜態(tài)處理結(jié)果發(fā)送到GeoMos軟件上進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理、分析，形成變形報(bào)告。在實(shí)施方案之前，首先采集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及基準(zhǔn)控制點(diǎn)的GNSS靜態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，解算基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間

5、的基線長(zhǎng)度，并進(jìn)行平差，以此數(shù)據(jù)作為后續(xù)監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)。隨后，通過(guò)GNSS所采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)，在Spider軟件中實(shí)時(shí)進(jìn)行靜態(tài)數(shù)據(jù)解算，實(shí)時(shí)獲取高精度的基線長(zhǎng)度數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將所解算的數(shù)據(jù)輸入到Geomos中進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，根據(jù)之前解算的基準(zhǔn)基線長(zhǎng)度以及平差后的監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，實(shí)時(shí)反響變形數(shù)據(jù)，直接生產(chǎn)橫軸、縱軸形變向量，并生成圖表，方便查看。同時(shí)，設(shè)置超限預(yù)警模塊，發(fā)生較大形變時(shí)，通過(guò)短信、郵件等形式，通知監(jiān)測(cè)人員。2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行之后，GNSS處理數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，數(shù)據(jù)處理精度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的全站儀觀測(cè)。傳統(tǒng)光學(xué)全站儀野外測(cè)量受到溫度氣壓變化、照準(zhǔn)誤差以及儀器自身

6、測(cè)量誤差的影響，誤差來(lái)源較多。同時(shí)，為了消除一些固定誤差，還需要使用到多測(cè)回測(cè)角原理，在限差范圍內(nèi)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行多測(cè)回測(cè)量，野外耗時(shí)較大，還需要內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，無(wú)法自動(dòng)生成成果。GNSS進(jìn)行監(jiān)測(cè)，誤差來(lái)源主要有衛(wèi)星鐘差、電離層影響、相位中心誤差等，但GNSS所產(chǎn)生的誤差根本上可以通過(guò)算法、模型以及加載精密星歷進(jìn)行消除，在誤差來(lái)源上要比人工進(jìn)行光學(xué)觀測(cè)要少得多。在監(jiān)測(cè)中，主要的是反響的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)變形情況，因此在GNSS監(jiān)測(cè)中，默認(rèn)整個(gè)網(wǎng)型為一個(gè)穩(wěn)定的控制網(wǎng)，高精度地進(jìn)行靜態(tài)基線解算，通過(guò)基線長(zhǎng)度的變化，以此為依據(jù)反響監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移情況，能夠更加智能、準(zhǔn)確地反響監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，G

7、NSS天線所采集的靜態(tài)數(shù)據(jù)，以每1h為單位進(jìn)行一次靜態(tài)數(shù)據(jù)解算，表1所示的CQ值為靜態(tài)解算的基線精度。由表1可見(jiàn)，GNSS的實(shí)時(shí)解算精度均在1mm以?xún)?nèi)，最高精度到達(dá)0.2mm，完全符合邊坡監(jiān)測(cè)的需求。特別是在后期邊坡變形已收斂的情況下，能夠在更精確的范圍內(nèi)反映邊坡變形收斂趨勢(shì)，為大壩邊坡的平安保駕護(hù)航。3 結(jié)語(yǔ)該文主要介紹了GNSS監(jiān)測(cè)技術(shù)用于華光潭水電站一級(jí)廠房后邊坡的情況，同時(shí)對(duì)目前運(yùn)行階段的GNSS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析與介紹。由于GNSS監(jiān)測(cè)在該水電站邊坡監(jiān)測(cè)中運(yùn)行時(shí)間尚短，尚未有更多的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析。從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看，GNSS靜態(tài)基線解算的精度很高，但點(diǎn)位位移的準(zhǔn)確度，包括各個(gè)軸的變化情況，是否能夠準(zhǔn)確進(jìn)行反響，還需要后續(xù)更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。在自動(dòng)化的邊坡監(jiān)測(cè)中，GNSS已經(jīng)成為不可或缺的一局部，其自動(dòng)化、高效、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)相比于傳統(tǒng)方法更有優(yōu)勢(shì)，未來(lái)，必將有更多的GNSS應(yīng)用于邊坡監(jiān)測(cè)。參考文獻(xiàn)【1】熊先才，岳仁賓，彭軍還，等.GPS技術(shù)在萬(wàn)州明鏡灘滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)