王鵬

摘要：山體滑坡對(duì)于山區(qū)而言，是比較常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳柏?cái)產(chǎn)安全，形成嚴(yán)重的威脅，工程設(shè)施遭到破壞，影響到居民正常的生產(chǎn)建設(shè)和基本的工作生活，并且給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失。因此加強(qiáng)對(duì)山體滑坡變形的監(jiān)測(cè)意義重大，目前對(duì)山體變形監(jiān)測(cè)的方法也比較多，而GPS技術(shù)的運(yùn)用更加完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利于做好山體滑坡變形的監(jiān)測(cè)工作。

關(guān)鍵詞：GPS;山體滑坡;監(jiān)測(cè);應(yīng)用

山體滑坡誘發(fā)因素較多，產(chǎn)生山體滑坡的主要原因：一是地理因素;二是人為因素。地理因素主要是由于當(dāng)?shù)氐膸r土類(lèi)型、地質(zhì)構(gòu)造條件、地形地貌、水文地質(zhì)較容易產(chǎn)生山體滑坡現(xiàn)象。人為因素主要是因?yàn)槿祟?lèi)數(shù)量的增加，生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，一些大型建筑的竣工以及一些無(wú)節(jié)制的地質(zhì)開(kāi)采破壞了當(dāng)?shù)氐牡乩斫Y(jié)構(gòu)，影響了山體滑坡產(chǎn)生的條件因素，從而誘發(fā)滑坡。復(fù)雜的地理因素對(duì)于前期的監(jiān)測(cè)考察工作也帶來(lái)諸多的不便，耗費(fèi)的時(shí)間較久，工程量比較大，而對(duì)于人為因素的產(chǎn)生大多是不可控制和預(yù)防的，因此山體滑坡變形的監(jiān)測(cè)工作較難進(jìn)行，監(jiān)測(cè)工作往往比較復(fù)雜，準(zhǔn)確度不高?？偠灾?，產(chǎn)生山體滑坡的原因的多方面的，做好山體滑坡變形的監(jiān)測(cè)工作刻不容緩。

1GPS對(duì)于山體滑坡監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)著社會(huì)日新月異的變化，越來(lái)越多的大型工程建筑破土而出，所以變形監(jiān)測(cè)工作的重要性也逐漸體現(xiàn)，目前我國(guó)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)一般包括如下四部分。

第一：常規(guī)大地測(cè)量，是采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、全站儀等常規(guī)儀器測(cè)定點(diǎn)的變形值，其優(yōu)點(diǎn)是：1）能夠提供變形體整體的變形狀態(tài);2）適用于不同的監(jiān)測(cè)精度要求、不同形式的變形體和不同的監(jiān)測(cè)環(huán)境;3）可以提供絕對(duì)變形信息[1]。但是因?yàn)槭艿降匦蔚挠绊?，監(jiān)測(cè)的工作量較大，很難達(dá)到自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的目的。

第二：特殊測(cè)量手段有應(yīng)變測(cè)量、傾斜測(cè)量和準(zhǔn)直測(cè)量，測(cè)量過(guò)程還是比較簡(jiǎn)易化，在一定的情況下可以進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，并且可以對(duì)山體變形體內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是由于其特殊性的測(cè)量手段，提供的監(jiān)測(cè)信息相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較局部，無(wú)法獲取全面的地質(zhì)信息。

第三：攝影測(cè)量技術(shù)包括地面以及航天攝影，在近10年廣泛運(yùn)用到隧道、橋梁、滑坡、大壩、高層建筑變形監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目上，并且在高層建筑和山體滑坡等變形監(jiān)測(cè)中取得比較成功效果，應(yīng)用前景良好。但是由于攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)距離要求不能過(guò)遠(yuǎn)，并且例如航空攝影測(cè)量所需要的一系列的儀器設(shè)備許多測(cè)量部門(mén)配備不齊，普及度不夠。

第四：GPS測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在六點(diǎn)。①：測(cè)量精準(zhǔn)高度高，明顯高于一般的常規(guī)檢查;②：無(wú)需通視監(jiān)測(cè)，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)的山體對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整，使得監(jiān)測(cè)工作更加靈活;③：耗時(shí)短，一般靜態(tài)定位每站在20min左右，動(dòng)態(tài)定位只需1∽2S;④：自動(dòng)化程度高，容易操作，GPS接收機(jī)越趨于智能化，自動(dòng)化，觀(guān)測(cè)人員在簡(jiǎn)單了解過(guò)后就能使用;⑤：不受天氣、時(shí)間因素影響，目前GPS衛(wèi)星數(shù)目眾多，分布面積較廣，可以適應(yīng)全天候作業(yè);⑥：三維坐標(biāo)精確，對(duì)測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以精確的測(cè)量。

現(xiàn)代化測(cè)繪儀器的出現(xiàn)和3S技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的進(jìn)步，變形監(jiān)測(cè)正向數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、內(nèi)外業(yè)處理一體化和變形分析的綜合化等方向發(fā)展，而目前現(xiàn)有變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)來(lái)源單一、模型間單一、模型簡(jiǎn)單，不能完全符合各種變形監(jiān)測(cè)[2]。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用對(duì)山體滑坡變形監(jiān)測(cè)是一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，以其精準(zhǔn)度高、操作靈活、易自動(dòng)化等特點(diǎn)對(duì)山體滑坡變形監(jiān)測(cè)工作做出巨大貢獻(xiàn)。GPS技術(shù)能夠有效的監(jiān)測(cè)到地殼的形變以及板塊的運(yùn)動(dòng)，并且在重復(fù)的觀(guān)測(cè)下，得出中國(guó)地殼水平運(yùn)動(dòng)的非均勻性，西強(qiáng)東弱，西北地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)南北向縮短、東西向伸展、有明顯體塊是受到印度板塊強(qiáng)烈沖擊所導(dǎo)致等重要結(jié)論。

GPS地形測(cè)量作業(yè)模式有絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）和相對(duì)定位（差分定位）模式、靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位模式等[3]。動(dòng)態(tài)定位一般是對(duì)圖根控制和碎部測(cè)量，靜態(tài)定位多用于高等級(jí)控制。也是因?yàn)镚PS在靜態(tài)相對(duì)定位中，具有高精度、自動(dòng)化、專(zhuān)業(yè)化、全天候、無(wú)需通試等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸代替了以往采用的三角、三邊、邊角等誤差較大的方法，對(duì)于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的不便也得到了很好的解決。隨著，GPS技術(shù)在理論上完善，實(shí)踐上改進(jìn)，日后的山體滑坡變形監(jiān)測(cè)必然是趨于簡(jiǎn)單化，高效化。

2規(guī)避GPS測(cè)量中產(chǎn)生的誤差

影響GPS測(cè)量精度的因素有很多，如衛(wèi)星星歷、對(duì)流層折射、電力層折射、多路徑效應(yīng)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)、解算軟件、數(shù)學(xué)模型等[4]。當(dāng)我們利用GPS進(jìn)行定位的時(shí)候，上述條件的變更影響到測(cè)距數(shù)值的變化，誤差會(huì)是10m甚至也可以超過(guò)100m。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須要把這些影響因素全部考慮進(jìn)去，盡量增加定位的精準(zhǔn)度，消除GPS在山體滑坡變形監(jiān)測(cè)中產(chǎn)生的誤差。

為了更好的發(fā)揮GPS在山體滑坡變形監(jiān)測(cè)中的作用，對(duì)于電離層和對(duì)流層之間所產(chǎn)生的誤差，考慮到這兩個(gè)地點(diǎn)相近，得到的誤差參數(shù)比較接近，可以利用求差法進(jìn)行消除;采用國(guó)際GPS服務(wù)（1GS）站上的精密星歷解決衛(wèi)星星歷的影響;而對(duì)于鐘差、性對(duì)論效應(yīng)，對(duì)使用模式進(jìn)行一定的改正，就能得到很好的效果?？煽乜刹煊X(jué)的因素盡量做好前期工作，對(duì)于偶然產(chǎn)生的因素，通過(guò)理論和公式也一時(shí)無(wú)法消除，我們只能根據(jù)其對(duì)測(cè)量目標(biāo)產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究，從而改善監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度。

數(shù)據(jù)處理在滑坡GPS監(jiān)測(cè)過(guò)程中是一項(xiàng)關(guān)鍵的步驟，總所周知單基線(xiàn)解算的算法簡(jiǎn)單，但是由于其解算結(jié)果無(wú)法反映同步基線(xiàn)間的誤差相關(guān)的特性，不利于后面的網(wǎng)平差處理，一般只用在普通等級(jí)GPS網(wǎng)的測(cè)量中：多基線(xiàn)解算由于在基線(xiàn)解算時(shí)估計(jì)了同步貫徹基線(xiàn)間的誤差相關(guān)特性，因此在理論上是嚴(yán)密的[5]。換接器時(shí)鐘的穩(wěn)定性不足，為了在在實(shí)際測(cè)量中接換器的使用方便，選用優(yōu)質(zhì)時(shí)鐘晶振，計(jì)算好換接的頻率以及GPS接受采樣的頻率，并且對(duì)接換器加入定期可以讀取GPS星歷數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的時(shí)鐘功能。

3結(jié)語(yǔ)

山體滑坡監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)期性的工作，關(guān)系著人們的生產(chǎn)建設(shè)和日常工作生活能否正常進(jìn)行，社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施能否保存完善，個(gè)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全能否得到保障。而山體滑坡變形監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到不斷的完善和改進(jìn)，GPS技術(shù)在山體滑坡變形監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用就很好的體現(xiàn)了這一點(diǎn)，目前對(duì)山體滑坡變形監(jiān)測(cè)的工作不受天氣限制，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工作，極大的提高了監(jiān)測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度。GPS技術(shù)在山體滑坡監(jiān)測(cè)中的前景一片看好，發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，做好對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的全面監(jiān)測(cè)，做好減災(zāi)防災(zāi)工作。

參考文獻(xiàn)

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[2]田雷波，GPS變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究.2011（18）

[3]王登德，馮宇克，王軍，淺談數(shù)字化地形測(cè)量中GPS技術(shù)的運(yùn)用[J].吉林地質(zhì).2012（3）

（作者單位：西寧市測(cè)繪院）