GPS技术在水库大坝变形监测中的应用

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GPS技术在水库大坝变形监测中的应用

摘要：应用GPS监测技术进行水库大坝变形观测是现阶段的必然趋势，GPS-RTK已逐渐应用于水利水电工程变形监测领域，提高了大坝监测技术的自动化程度和高边坡测量精度。本文论述了GPS在大坝变形监测中的实践，介绍了GPS在短时间观测中的方法和应用手段，以便及时监测库区大坝变形。 关键词：GPS技术；大坝；变形监测；应用 1 引言

GPS变形监测应用到坝体的变形监测中，对坝体进行变形监测是大型水利工程重要一部分，因此，工作人员应该加强对变形监测的重视，根据水利工程实际情况进行有效测量，确定测量的准确性，从而确保工程质量。由于GPS自身具有明显的优势，精度高、全天候测量等优点是传统测量方法所无法比拟的，因此，工作人员要改变传统的测量方法，加强对GPS变形监测的重视，提高工作人员工作效率。应用GPS进行变形监测，不但能够获取大量的变形监测数据，还能对变形进行有效分析，全面了解变形监测系统的信息，能够为大坝变形监测工作提供参考依据，从而确保作业顺利进行。

2 GPS技术在水利工程变形监测中的技术应用现状

水利工程的变形监测一般具有实时性、事前性以及可靠性三个属性。监测的主要内容包括监测和确定大坝变形体的精度指标，监测技术和方法的确定和实施，处理和分析监测数据以及对大坝的安全状况进行诊断和预警。在进行监测的时候，如何按照变形体确认允许变形值是目前监测的关键，在对监测点周围进行监测，获得真实的变形值，变形值是评价变形体安全性的关键依据，也是确定监测方法的重要指标。在对大坝进行变形监测的时，设计图纸、地质情况以及施工的具体情况都会影响变形值。传统的变形值要求精度一般控制在1/10到1/20之间，在实际的监测过程中可以有一定的误差，并在要求的范围内进行消除误差。目前，基于GPS技术的变形预测数学模型包括灰色系统模型，小波模型，神经网络模型和时间序列模型。这些模型具有很多优点，但水利水电工程项目运行会受到很多因素的影响，还有不确定性，需要全面分析预测过程以确定选择哪个数学模型。 3 GPS技术在水库大坝变形监测中的应用

GPS技术在大坝监测中的应用与实现：首先，大坝变形观测设计。水库大坝变形观测控制网络由监测网络、基准点监测网络和变形监测网络组成。引测网包括四个参考点和两个在调查区内伏击的三角点。引测网的功能是将国家三角坐标引导到参考点，以便数据结果可以有效地应用于项目。基准监测网络由四个参考点组成，其功能是确保监测参考点的稳定性。大坝变形观测控制网中的变形监测网络由四个参考点和所有变形监测点组成，全面监测大坝变形监测点的位移。其次，使用GPS网络进行观察。GPS接收器用于观察，观察时间约为120秒，同时，必须指出有效卫星的数量大于或等于4。将仪器的公称精度控制在小于3mm的静态精度，这是开展工作的第一个条件。具体操作必须严格按照操作规程确保工作的有效性。最后，数据处理问题，在数据预处理之前，首先要检查收集的数据，包括数据格式，卫星信号和站名。然后，执行预处理过程并分析和评估结果。实施该步骤以确保观察的准确性和定位结果的高精度性，实施该部分是为了测试观测的质量，以确保数据的准确性。

4 GPS技术在监测时产生的误差和补救措施

虽然大部分研究结果表明GPS定位技术具有较高的精度，但在大坝变形监测


的运行中，GPS的实际测量结果难以满足高精度的要求。原因是大坝的特殊地理位置和不利条件影响GPS技术监测大坝的变形，增加大坝的探测误差，从而降低精度。利用GPS技术监测大坝的变形，有三个主要的误差来源：一个是对流层的误差，电力上层的误差，载波相位的周跳信号的传播误差，二是与噪声相关的误差，观测值、接收机误差和台站坐标有关的误差。第三个是卫星相关的误差，例如卫星时钟错误和轨道错误。为了尽可能地减少上述误差，可以采用静态差分观测相对定位技术，提高自动化程度，可以使用稳定性高，精度高的GPS接收机，提高GPS观测精度。此外，适当延长大坝变形观测的适当时间，选择适当的时间段，并采取合理措施，尽量减少卫星钟接收机的噪声误差和观测。 5 对GPS观测技术的发展探究

水利工程大多建立在偏远地区，地形较为复杂，使得变形监测较为困难，给工作人员带来了较大难度，与传统的变形监测方法相比，GPS变形监测具有明显的优势，GPS具有高精度、全天候作业的特点，不但能够提高工作人员的工作效率，还能降低工作人员的工作难度，进而确保整个作业过程顺利进行。因此，工作人员要加强对GPS变形监测的重视，在水利测绘工程中广泛应用此种方法，这就需要相关部门加大对GPS变形监测的资金投入，为中国水利工程发展做出重要贡献。但GPS变形监测也存在一定程度上的缺陷，这就需要工作人员正确看待GPS变形监测，对GPS变形监测有着全面认识，充分发挥GPS变形监测的优势，进而提高工作人员的工作效率。工作人员可以建立GPS变形监控在线实时分析系统，与变形监测技术有效结合，从而对监测数据进行实时处理，提高GPS测量精度。通过对GPS大坝变形监测中的应用，使人们正确看待GPS变形监测，进而促进水利工程持续发展。 6 结束语

GPS单机多天线系统需要多个天线间歇切换，在数据处理软件的使用中，应特别注意减弱和消除相位周期的误差，合理地解决GPS多天线测量结果的精度，可以与传统的GPS测量结果相媲美。综上所述，GPS技术不仅可以降低监控系统的成本，而且具有效率高、精度高、全天候、多功能、操作方便等特点。随着科学技术的飞速发展和测绘技术的日趋成熟，GPS技术的应用范围越来越广，未来将出现更好的大坝GPS自动变形监测系统，该技术具有良好的应用前景。 参考文献：

[1]黄佳宾.GPS在天荒坪大坝变形监测中的应用[J].住宅与房地产，2017（17）：246.

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