GNSS在山体滑坡监测中的应用

于军

（新疆哈密新智源水利水电工程建设监理有限公司，新疆 哈密839000）

1 目前山体滑坡监测的工序

首先是在不稳定的山体上建造变形监测基准点和监测点，随后是对变形监测基准点和监测点初始值进行观测，最后定期对基准点、监测点进行观测，并对观测值进行分析，确定山体滑坡的位移值及速率，从而预测山体是否会发生滑坡或塌方。

由于国家水准点都是沿国道测定的，山区公路距离国道都比较远，导致初始值观测比较烦琐。通过对GNSS 测量技术的研究，发现GNSS 具有同、异步环好的优点，可以利用这一点对山体滑坡进行监测。

2 采用GNSS 测量方法对山体滑坡监测的可行性论证

由于长期从事水库变形监测工作，而水库变形监测最常用的方法便是GNSS 测量方法，因此，对克拉玛依白杨河库变形监测的GNSS 数据进行分析，得到各监测点的大地高的差值是一定值，分析情况如表1所示。

上述研究认为，采用GNSS 测量方法进行山体滑坡监测可行，为此将本次山体滑坡监测方案确定为采用GNSS 测量方法进行观测。

表1 克拉玛依白杨河水库变形监测点相对工作基准点TB03 的高差统计表

3 GNSS 监测山体位移技术的实例

3.1 山体滑坡监测的周围环境

山体滑坡路段方圆2km 内没有高压线，没有大功率电台，地势开阔，便于GPS 卫星信号的接收，有利于GNSS 观测，为提高GNSS 观测精度提供了有利的条件。

3.2 GNSS 测量与数据处理

监测网布设为二等GNSS 网，采用目前较先进的Trimble R9 net 双频GNSS 接机（标称精度3mm+0.5ppm×D）进行施测。GNSS 数据的处理，基线解算采TBC 软件，用广播星历对基线进行处理。处理完成后，及时对复测基线差值、同步环、异步环闭合差进行检查，确定精度合格后，导出基线，进行三维无约束平差，得到各监测点的大地高。

4 山体滑坡变形监测数据的分析

4.1 基准点稳定性的分析

山体滑坡监测共观测四次，观测间隔为1 个月，每次观测均采用GNSS 对三基准点大地高差值进行观测，观测数据如表2所示。

由表2可见，四次观测三个基准点间高差的差值均在3mm 以内，高差同步环差值在3mm 以内。说明三个基准点相对位置关系没有发生变化，基准点稳定可靠。

4.2 山体滑坡变形监测平差结果的分析

四次变形监测平差结果的统计如表3所示。由表3可知，四次观测平差结果都在限差的一半以内，说明每次GNSS 测量外业完成的较好，测量精度高，方法先进，应当大力推广。

5 监测点沉降位移的统计与分析

结合以上四次测量成果，统计各监测点相对基准点T03 大地高的差值如表4所示。

假定2019年5月1日观测的各监测点与基准点T03 大地高差值为初始值，计算各监测点沉降量值如表5所示。

结合表5的数据绘制各监测点的沉降量位移过程线图，由图可知监测点JD1、JD2、JD3、JD4、JD5 沉降较小，暂时不会出现滑坡；监测点JD6、JD7、JD8 沉降较为严重，及时反馈业主，并得到了政府相关部门重视，在2019年中旬雨季到来时及时疏散了群众。虽然本次滑坡区域不大，没有威胁到人民群众的生命财产安全，但及时预警为今后工作奠定了良好的基础。本文由于篇幅原因只列出了比基准点高的监测点沉降量计算情况。

表2 基准点大地高差值及高差同步环检查表

表3 二等GNSS 网历次观测精度统计表

表4 四次观测各监测点与基准点T03 大地高差值统计表 （单位：mm）

表5 四次观测各监测点的沉降量 （单位：mm）

图1 各监测点沉降量过程线图

6 结语

随着我国北斗系统的发展，采用GNSS 对山体滑坡进行监测的成本大幅降低，而且应用GNSS 方法对山体滑坡进行监测具有操作简单、精度较高等特点。随着科学的发展，若能将无线传输与遥控太阳能电池板与GNSS 相结合，对山体等危险源进行监测，将大大减少测量人员的危险系数，使用前景广阔，值得推荐，同时，也可以从沉降速率角度对滑坡体进行预警。