实时GPS监测系统在滑坡变形监测中的应用思考

吴帮强

（重庆一三六地质队，重庆 401147）

引言

所谓实时GPS技术就是地理信息定位系统能够对地理信息进行有效监控，而自然界普遍存在各种荷载变形体，其形状大小和受力情况随时间发生明显变化，变形体的变形是允许的，但如果超过允许的范围，就会引发非常严重的地质灾害，利用专业的实时GPS监测系统，对滑坡现象进行全面监测，能够对变形情况进行有效干预和预警预报。

一、实时GPS变形监测系统

全球定位系统GPS(Global Positioning System),以其连续、实时、高精度、全天候测量和自动化程度高等优点,对经典大地测量学以及地球动力学研究的诸多方面产生了极其深刻的影响。在实时GPS变形监测系统应用时，主要包括数据采集系统、供电系统、防雷系统、通讯系统、后期数据处理、服务器和网络安全维护系统等。目前，GPS技术已经广泛应用于各类变形监测中，如城市地面沉降变形监测、大坝变形监测、桥梁变形监测、滑坡监测、高层建筑物变形监测、矿区变形监测等等。通过对GPS、GLONASS、北斗的定位数据进行接收，能够实现分布式运行，还可以利用大数据对所接收的数据信息进行快速处理，从而提高数据变形监测的整体安全性。实时GPS监测系统能够通过周期性的重复训练。对被测物体变形速率进行准确判断，如果被监测的变形体速率缓慢，可以采用传统的静态GPS监测以及连续GPS监测。如果被侦测体变形速度非常快，监测环境比较恶劣时，也应该采用实时GPS动态监测。有效对监测点进行合理控制，确保监测的精度达到厘米级别。在GPS变形监测系统构建时，能够判断滑坡边界，还能够根据实时GPS监测点的数据信息进行正确处理，确保滑坡边界得到合理控制，还能够通过实时GPS变形监测的数据成果进行分析，把握滑坡区域的动态变化情况，根据实时GPS变形监测结果进行准确处理，也能够实现分区分块监测预警，根据地面巡查结果进行有效监督。

GPS可以作为现代大地测量的技术手段实现三维大地测量。操作简单方便。不需查看国际，即可同时测量点的三维位移。不受气候条件限制，很容易实现整个系统的自动化。通过优化算法可以减弱或者消除系统误差的影响，可以直接使用地面高度测量垂直变形。特别是，滑坡监测最关心的是监测两个阶段获得的监测点坐标之间的差异，而不是监测点本身的坐标。这样，即使两个阶段的监视中包含的共同系统错误分别影响两个阶段的坐标值，也不会影响获得的变形。因此，GPS技术在变形监测中迅速推进，成为一种滑坡监测新技术。GPS滑坡变形监测方法。周期模式如果可以认为泥石流的变形率非常慢，在当地时间和空间区域稳定，则使用多个GPS接收器定期逐点手动收集数据，相位间变形通过后处理获得。连续性模式。GPS监测技术的持续运行主要利用GPS高精度、自动化、全天候的优势，不需要在测量点之间查看，已广泛应用于地壳变形监测等领域。根据不同的数据处理方法，连续GPS监测技术分为实时动态监测和固定连续采集参考站。实时动态监测主要用于监测目标的动态变化，数据收集密度高，实时计算每个点的位置。

二、实时GPS变形监测存在的问题以及解决措施

目前实时GPS变形监测在工作区域内，由于受到网络信号强度的影响，有部分网络经常出现掉线的问题，造成数据传输中断。为此应该通过增加外部通讯模块的方式，确保信号强度得到有效提高，保证数据传输稳定可持续。如果受到降雨降雪天气的影响，很容易造成太阳能电池板无法持续供电，需要通过人工除雪。要根据不同的季节，对太阳能电池板的方向和角度进行及时清理，避免积雪在太阳板上停留过长时间。有时候卫星信号的路径影响非常大，还可能引起短时间或者瞬间跳动的情况，造成数据出现偏移，要积极针对系统内的监测数据进行滤波处理，确保数据的真实可靠。

目前很多区域都采用实时GPS变形监测系统技术对矿山的利用状况进行调查，而且调查精度更高，通过卫星扫描能够不受天气环境的影响，无论什么样的时间都能够获得第1手调查数据。为了能够确保实时GPS监测系统在滑坡试验中监测结果的有效性，我们可以使用全站仪测量技术同GPS单历元技术来进一步观察并监测出滑坡变形的整个过程看，虽然全站仪的监测频率比较低，同时全站仪的两个监测位置还有2m的距离，在滑坡变形过程中，滑坡体上会有很多的裂缝，所以导致滑坡在每个方向上的变形情况都是不一样的，但是实时GPS监测系统的监测结果同全站仪的监测结果还是比较相接近的，同实时GPS监测系统的监测误差大约在15mm左右，证明实时GPS监测系统的监测结果是非常可靠的。

对于GPS自动监测系统，在实际应用中，精密测量GPS接收器的价格非常高，因此系统建设成本很高。因此，由于费用高，适用于滑坡监测受到很大限制。GPS天线阵列监控技术是在监控点安装GPS天线，通过天线电缆连接到接收器的技术，系统可以根据串口设置自动连接，以获得每个天线的卫星接收信号。因此，在增加监视点的数量时，不要增加GPS接收器，只需要增加与接收天线连接的天线电缆，从而大大降低了硬件成本。其他领域只有一个GPS接收器，可以降低系统的通信成本和数据处理复杂性。GPS天线阵列的数据处理方法与连续驾驶监控技术相同，可以更准确地获取监控点。