关于边坡滑动GPS监测之研究

张剑

摘 要：该研究利用多天线GPS系统、无线电接发机及终端资料接收中心三部分进行结合，藉此监测路段边坡滑动之情形。可以通过GPS监测数据，推估边坡未来位移量的趋势。

关键词：边坡  滑动  GPS  监测  研究

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0028-01

采用多项式回归来拟合多天线GPS监测资料，接着推估天线未来位移量之趋势。成果显示，降下约1150 mm的雨量后，四组多天线在20天内有最好的推估精度，其实际位移约7～12 cm，其中一组成果其推估准确率在68%～81%之间，其余天线?其推估准确率在90%～99%之间。

在长期监测数据中，有两个时段其监测坐标资料产生规律性不同的情况，遂将这两个时段的位移速度透过线性回归的方式来求得。成果显示，其中三组多天线于这两个坐标资料不规律之时段当中的位移速度，皆超过了管理准则中紧急变动的范围。而另一组则是一个时段超过紧急变动的范围;另一个时段则在确定变动的范围内。最后靠近边坡的两组多天线因边坡崩塌，而跟着倒塌。因此，管理准则应适用于距离边坡最近的点位为參考。

此外利用线性回归的方式来求得每个监测点位各时段监测资料的每日平均位移速度。将位移速度与监测点离边坡位移方向的距离作分析，分析结果显示越靠近边坡位移方向的监测点位，其位移速度相对较大。表示说，越靠近边坡位移方向的监测点位，会因为位移速度较大，而容易发生崩塌的状况。

1 边坡破坏因素

常见之边坡破坏类型可分为下列七类：（1）浅层土壤滑动破坏;（2）土石流;（3）表层土壤冲蚀;（4）近圆弧形滑动破坏;（5）地层潜变位移;（6）顺向坡滑动破坏;（7）落石。其中，浅层土壤滑动破坏、表层土壤冲蚀、近圆弧形滑动破坏及地层潜变位移等属于土壤边坡的破坏类型;顺向坡滑动破坏及落石属于岩层边坡的破坏类型;而土石流则属于土石混合的边坡破坏类型。

2 防灾监测之使用仪器

GPS具有许多优于传统测量技术的优点，更加精确、有效、高自动化和低劳动力。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1～2 mm，高程精度为2～3 mm。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一机多天线系统，顾名思义其就是由一个GPS接收机与多个GPS天线连接，多天线GPS变形监测系统如图1所示。GPS多天限开关为一种电子开关，有多个天线可输入再由单一线路输出的一个频道，主要功能是可依实际情况去设定一个时段，而此时段允许它得到某天线在那一时期的资料，再开关至下一个天线。

GPS天线和接收仪：天线连接至接收机是通过GMS用电缆线做连接，但透过电缆传输时距离太长可能导致讯号强度降低或遗失。因监测的区域较广，监测点之间的距离可能很远，使用多天线系统不可避免会遇到GPS信号远距离传输的问题。

3 GPS接收机单双频精度差异

GPS双频接收机可以连续观测L1和L2两个频段的载波和数据码，增加了观测量，可以更好的消除信号在大气中传播所造成的误差。解算速度比单频快、精度较单频高、成果较单频稳定，但相对地价格也比单频高。因此，该研究在经费上的考虑选用单频接收机监测。而使用单频接收机进行变形监测之文献回顾如下。

许斌等（2004），于浙江省北部安吉县境内的天荒坪抽水蓄能电站，建立GPS形变监测系统。以单频、双频接收机做比较实验，选择四个监测点，两天在同一时段分别用单、双频接收机进行观测。结果显示，单频接收机观测精度为2～6 mm，而双频接收机其观测精度可达1～2 mm。显然，在坝区进行形变监测，使用双频接收机可以达到较好的效果，但对于要求不是很高的滑坡形变监测区，基于费用问题，可以考虑使用单频接收机。

王新洲等（2008），于武汉大学信息学部及其周边地区进行3次试验（每天一次）。每次观测的基准点和监测点距离分别为3 km、5 km、8 km左右，以检测在不同范围内的变形监测区域内，单频接收机所能达到的监测精度。其利用了基线解算和坐标解算两种方法来进行处理及分析，研究分析结果，监测范围为3～5 km之监测点使用单频接收机可达毫米级的监测精度。

4 结语

采用GPS一机多天线监测系统后，由于每个监测点不必专门的接收机，所需的双频GPS接收机将大大减少，整个系统的造价也随之大幅度地降低，并且系统的总造价对监测点数的增加并不很敏感，因此对较大规模的监测更有其优势。虽然大幅度降低了系统造价，但GPS一机多天线监测系统却没有降低监测的精度。同时多天线监测系统的方案还有一些独特的优点，如因硬体数量减少，它比常规GPS监测方法的测点布设更为灵活，同时系统的维护和升级也更为简单。

参考文献

[1] 李娜，孙建会，熊成林，等.马延坡滑坡体深部位移监测成果分析[J].水利水电技术，2009（4）：46-50.

摘 要：该研究利用多天线GPS系统、无线电接发机及终端资料接收中心三部分进行结合，藉此监测路段边坡滑动之情形。可以通过GPS监测数据，推估边坡未来位移量的趋势。

关键词：边坡  滑动  GPS  监测  研究

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0028-01

采用多项式回归来拟合多天线GPS监测资料，接着推估天线未来位移量之趋势。成果显示，降下约1150 mm的雨量后，四组多天线在20天内有最好的推估精度，其实际位移约7～12 cm，其中一组成果其推估准确率在68%～81%之间，其余天线?其推估准确率在90%～99%之间。

在长期监测数据中，有两个时段其监测坐标资料产生规律性不同的情况，遂将这两个时段的位移速度透过线性回归的方式来求得。成果显示，其中三组多天线于这两个坐标资料不规律之时段当中的位移速度，皆超过了管理准则中紧急变动的范围。而另一组则是一个时段超过紧急变动的范围;另一个时段则在确定变动的范围内。最后靠近边坡的两组多天线因边坡崩塌，而跟着倒塌。因此，管理准则应适用于距离边坡最近的点位为參考。

此外利用线性回归的方式来求得每个监测点位各时段监测资料的每日平均位移速度。将位移速度与监测点离边坡位移方向的距离作分析，分析结果显示越靠近边坡位移方向的监测点位，其位移速度相对较大。表示说，越靠近边坡位移方向的监测点位，会因为位移速度较大，而容易发生崩塌的状况。

1 边坡破坏因素

常见之边坡破坏类型可分为下列七类：（1）浅层土壤滑动破坏;（2）土石流;（3）表层土壤冲蚀;（4）近圆弧形滑动破坏;（5）地层潜变位移;（6）顺向坡滑动破坏;（7）落石。其中，浅层土壤滑动破坏、表层土壤冲蚀、近圆弧形滑动破坏及地层潜变位移等属于土壤边坡的破坏类型;顺向坡滑动破坏及落石属于岩层边坡的破坏类型;而土石流则属于土石混合的边坡破坏类型。

2 防灾监测之使用仪器

GPS具有许多优于传统测量技术的优点，更加精确、有效、高自动化和低劳动力。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1～2 mm，高程精度为2～3 mm。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一机多天线系统，顾名思义其就是由一个GPS接收机与多个GPS天线连接，多天线GPS变形监测系统如图1所示。GPS多天限开关为一种电子开关，有多个天线可输入再由单一线路输出的一个频道，主要功能是可依实际情况去设定一个时段，而此时段允许它得到某天线在那一时期的资料，再开关至下一个天线。

GPS天线和接收仪：天线连接至接收机是通过GMS用电缆线做连接，但透过电缆传输时距离太长可能导致讯号强度降低或遗失。因监测的区域较广，监测点之间的距离可能很远，使用多天线系统不可避免会遇到GPS信号远距离传输的问题。

3 GPS接收机单双频精度差异

GPS双频接收机可以连续观测L1和L2两个频段的载波和数据码，增加了观测量，可以更好的消除信号在大气中传播所造成的误差。解算速度比单频快、精度较单频高、成果较单频稳定，但相对地价格也比单频高。因此，该研究在经费上的考虑选用单频接收机监测。而使用单频接收机进行变形监测之文献回顾如下。

许斌等（2004），于浙江省北部安吉县境内的天荒坪抽水蓄能电站，建立GPS形变监测系统。以单频、双频接收机做比较实验，选择四个监测点，两天在同一时段分别用单、双频接收机进行观测。结果显示，单频接收机观测精度为2～6 mm，而双频接收机其观测精度可达1～2 mm。显然，在坝区进行形变监测，使用双频接收机可以达到较好的效果，但对于要求不是很高的滑坡形变监测区，基于费用问题，可以考虑使用单频接收机。

王新洲等（2008），于武汉大学信息学部及其周边地区进行3次试验（每天一次）。每次观测的基准点和监测点距离分别为3 km、5 km、8 km左右，以检测在不同范围内的变形监测区域内，单频接收机所能达到的监测精度。其利用了基线解算和坐标解算两种方法来进行处理及分析，研究分析结果，监测范围为3～5 km之监测点使用单频接收机可达毫米级的监测精度。

4 结语

采用GPS一机多天线监测系统后，由于每个监测点不必专门的接收机，所需的双频GPS接收机将大大减少，整个系统的造价也随之大幅度地降低，并且系统的总造价对监测点数的增加并不很敏感，因此对较大规模的监测更有其优势。虽然大幅度降低了系统造价，但GPS一机多天线监测系统却没有降低监测的精度。同时多天线监测系统的方案还有一些独特的优点，如因硬体数量减少，它比常规GPS监测方法的测点布设更为灵活，同时系统的维护和升级也更为简单。

参考文献

[1] 李娜，孙建会，熊成林，等.马延坡滑坡体深部位移监测成果分析[J].水利水电技术，2009（4）：46-50.

摘 要：该研究利用多天线GPS系统、无线电接发机及终端资料接收中心三部分进行结合，藉此监测路段边坡滑动之情形。可以通过GPS监测数据，推估边坡未来位移量的趋势。

关键词：边坡  滑动  GPS  监测  研究

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0028-01

采用多项式回归来拟合多天线GPS监测资料，接着推估天线未来位移量之趋势。成果显示，降下约1150 mm的雨量后，四组多天线在20天内有最好的推估精度，其实际位移约7～12 cm，其中一组成果其推估准确率在68%～81%之间，其余天线?其推估准确率在90%～99%之间。

在长期监测数据中，有两个时段其监测坐标资料产生规律性不同的情况，遂将这两个时段的位移速度透过线性回归的方式来求得。成果显示，其中三组多天线于这两个坐标资料不规律之时段当中的位移速度，皆超过了管理准则中紧急变动的范围。而另一组则是一个时段超过紧急变动的范围;另一个时段则在确定变动的范围内。最后靠近边坡的两组多天线因边坡崩塌，而跟着倒塌。因此，管理准则应适用于距离边坡最近的点位为參考。

此外利用线性回归的方式来求得每个监测点位各时段监测资料的每日平均位移速度。将位移速度与监测点离边坡位移方向的距离作分析，分析结果显示越靠近边坡位移方向的监测点位，其位移速度相对较大。表示说，越靠近边坡位移方向的监测点位，会因为位移速度较大，而容易发生崩塌的状况。

1 边坡破坏因素

常见之边坡破坏类型可分为下列七类：（1）浅层土壤滑动破坏;（2）土石流;（3）表层土壤冲蚀;（4）近圆弧形滑动破坏;（5）地层潜变位移;（6）顺向坡滑动破坏;（7）落石。其中，浅层土壤滑动破坏、表层土壤冲蚀、近圆弧形滑动破坏及地层潜变位移等属于土壤边坡的破坏类型;顺向坡滑动破坏及落石属于岩层边坡的破坏类型;而土石流则属于土石混合的边坡破坏类型。

2 防灾监测之使用仪器

GPS具有许多优于传统测量技术的优点，更加精确、有效、高自动化和低劳动力。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1～2 mm，高程精度为2～3 mm。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一机多天线系统，顾名思义其就是由一个GPS接收机与多个GPS天线连接，多天线GPS变形监测系统如图1所示。GPS多天限开关为一种电子开关，有多个天线可输入再由单一线路输出的一个频道，主要功能是可依实际情况去设定一个时段，而此时段允许它得到某天线在那一时期的资料，再开关至下一个天线。

GPS天线和接收仪：天线连接至接收机是通过GMS用电缆线做连接，但透过电缆传输时距离太长可能导致讯号强度降低或遗失。因监测的区域较广，监测点之间的距离可能很远，使用多天线系统不可避免会遇到GPS信号远距离传输的问题。

3 GPS接收机单双频精度差异

GPS双频接收机可以连续观测L1和L2两个频段的载波和数据码，增加了观测量，可以更好的消除信号在大气中传播所造成的误差。解算速度比单频快、精度较单频高、成果较单频稳定，但相对地价格也比单频高。因此，该研究在经费上的考虑选用单频接收机监测。而使用单频接收机进行变形监测之文献回顾如下。

许斌等（2004），于浙江省北部安吉县境内的天荒坪抽水蓄能电站，建立GPS形变监测系统。以单频、双频接收机做比较实验，选择四个监测点，两天在同一时段分别用单、双频接收机进行观测。结果显示，单频接收机观测精度为2～6 mm，而双频接收机其观测精度可达1～2 mm。显然，在坝区进行形变监测，使用双频接收机可以达到较好的效果，但对于要求不是很高的滑坡形变监测区，基于费用问题，可以考虑使用单频接收机。

王新洲等（2008），于武汉大学信息学部及其周边地区进行3次试验（每天一次）。每次观测的基准点和监测点距离分别为3 km、5 km、8 km左右，以检测在不同范围内的变形监测区域内，单频接收机所能达到的监测精度。其利用了基线解算和坐标解算两种方法来进行处理及分析，研究分析结果，监测范围为3～5 km之监测点使用单频接收机可达毫米级的监测精度。

4 结语

采用GPS一机多天线监测系统后，由于每个监测点不必专门的接收机，所需的双频GPS接收机将大大减少，整个系统的造价也随之大幅度地降低，并且系统的总造价对监测点数的增加并不很敏感，因此对较大规模的监测更有其优势。虽然大幅度降低了系统造价，但GPS一机多天线监测系统却没有降低监测的精度。同时多天线监测系统的方案还有一些独特的优点，如因硬体数量减少，它比常规GPS监测方法的测点布设更为灵活，同时系统的维护和升级也更为简单。

参考文献

[1] 李娜，孙建会，熊成林，等.马延坡滑坡体深部位移监测成果分析[J].水利水电技术，2009（4）：46-50.