黄土滑坡研究现状，黄土坡滑坡GNSS自动化位移监测解决方案

很多朋友对黄土滑坡研究现状，黄土坡滑坡GNSS自动化位移监测解决方案不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

黄土坡滑坡在巴东老城区以东2公里处，行政区划属巴东县新岭镇。黄土坡滑坡发育于中三叠统巴东组二段和三段，主要由泥岩、泥质粉砂岩和泥灰岩组成。它是由古滑坡和滑坡堆积体组成的结构复杂的复合岩土混合地质灾害体。

以三道沟为界，西、东前缘分别为1号、2号两个临江滑坡堆积体，分布高程在250 ~ 260 m以下；由园艺场滑坡和变电站滑坡组成，分布高程180 ~ 600 m，黄土坡滑坡区总面积1.358km2，体积6934.1104m3(图1-1)。滑坡区建筑面积30.66104m2，人口1.8万人。

滑坡在水库蓄水后，水下体可能沿滑坡堆积体与基岩接触面失稳破坏，直接危及巴东县1.8万人的生命财产安全，预计直接经济损失可能11.2亿元。黄土坡滑坡概况

2003年以前，中国地质环境监测院三峡地质灾害监测中心委托中国地质调查局保定水文方法研究所对滑坡进行监测。受湖北省地质灾害防治中心委托，2003年3月至2005年9月，湖北省地质灾害防治工程勘察设计院承担了黄土坡滑坡的监测工作。2005年9月，黄土坡临河滑坡的护岸和地表排水工程通过国家验收，监测工作进入第三阶段(动态长期监测)。

2005年10月，湖北省地质环境站开始承担黄土坡滑坡治理工程三期的监测工作。

黄土坡滑坡变形监测的目的是通过对滑坡、塌岸变形、防治工程和环境条件的全面、多手段的系统监测，随时掌握其变形动态和原因，为塌岸和滑坡变形的预测和防治提供可靠的地质依据，检验治理效果。

目前主要监测任务是：组织实施黄土坡滑坡防治工程治理效果监测，按月汇总分析监测数据，提交监测成果(监测月报、年报、专报等。)按时、及时预警，防止地质灾害对人民生命财产造成的危害。黄土坡滑坡GNSS监测总体设计.系统设计依据

七星华钥GNSS变形监测系统是集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术和传感器技术于一体的综合性系统工程。本监测系统的功能是成为一个功能强大的结构健康安全监测系统，真正能够长期用于结构损伤和状态评估，满足坚固建筑管理和运营的需要，同时具有经济效益，并遵循以下设计原则：1。遵循简单、实用、性能可靠、经济的指导思想；

2.系统设置以实用原则为先，兼顾科学实验、设计验证等因素；3.每个传感器的布局和安装要合理，力求用最少的传感器和最少的数据量完成工作；4.该系统应该是可扩展的。GNSS CD Monitor监控系统的技术设计和工程建设依据相关国家标准和相关行业标准。本设计引用的部分技术规范见表1。二、系统硬件总体设计系统硬件由四部分组成：

1.传感器子系统：由布置在监测点的各种GNS组成，安装后安装主传感器；2.数据传输子系统：GNSS天线通过同轴电缆与GNSS主机通信；GNSS主机和其他传感器通过有线或无线通信与控制中心通信；3.数据处理和控制子系统：由设置在监控中心的微机系统、服务器系统、实时自动数据处理和Web发布组成；

4.辅助支持系统：包括外场机柜、外场机柜、配电和UPS、防雷和远程电力监控。三、系统软件组成

以CD监测器为核心的变形监测网中的每个GNSS接收机只需输出GNSS的原始数据和星历。原始数据包含GNSS计算所需的所有伪距和载波相位数据，星历是指GNSS卫星广播的广播星历。

数据通过广域网、局域网、串口、无线设备等传输到控制中心。控制中心的CD监控软件根据每个GNSS接收机对应的IP地址和端口号获取每个监控点的原始实时数据流。CD Monitor软件对这些原始数据进行实时差分计算，得到各个监测站的坐标，存储在数据库中或发送给客户端。

利用光盘监控软件可进行724小时不间断观测。此外，与传统的RTK模式相比，CD监控具有精度高、实时性好的特点。CD Monitor支持对各种主流品牌的单频和多频GNSS接收机进行混合监听。光盘监控器采用C/S架构，用户可以远程监控。具体CD Monitor实时差异变形监测软件的工作流程如下图所示：

如图所示，CD Monitor变形监测软件实现了各监测站的实时差分定位，具有图形显示、接收机设置、监测站参数设置、观测数据记录、报警等功能。基于C/S架构的光盘监控软件方便用户在办公室、监控中心和家中监控系统的健康状态。CD Monitor实时差分变形监测软件支持英文和中文。光盘显示器的开发工具是VC 6.0。四、黄土坡滑坡GNSS自动监测预警系统的组成

数据处理中心建在大坝控制中心，办公室有主控计算机、数据处理工作站、打印机等硬件设备。安装在主控计算机上的光盘监控软件由四个模块组成：数据管理模块、原始数据处理、数据分析和数据库信息管理。]。

在该监测区域内，围绕监测区域的地质条件建立一个参考点，在滑坡区域建立9个GNSS监测点。在每个监测点(包括基准站)设置结构牢固的观测墩，在观测墩上安装强制对中装置，固定安装GNSS接收机，接收机天线通过强制对中底座居中固定在观测墩上。

控制中心配备了高性能服务器，用于数据分析和图形处理，以及终端服务。结合CD Monitor软件和其他专业数据处理软件，进行实时数据分析和图形处理。下图显示了系统结构的拓扑图。GNSS自动监测系统的实施主要包括以下几个方面：参考站和监测站选址、参考站和监测站观测墩建设、通信电缆铺设、设备供电、设备防雷、数据通信、控制中心建设；

黄土坡滑坡GNSS自动监测预警系统的先进技术。在国内采用多系统多频点进行定位，进一步保证和提高了整个系统监测的安全性和稳定性，更适用于山谷地区的滑坡监测。1)可以考虑选择接收机跟踪的同步卫星作为参考卫星，减少软件求解时更换参考卫星带来的误差；

2)增加了可跟踪卫星的数量，弥补了高轨卫星数据少的问题，增加了冗余观测，大大提高了监测精度；3)增加了可跟踪卫星的数量，使得卫星分布更加合理，降低了DOP值，提高了监测精度，特别是在可跟踪卫星较少的情况下。4)增加了可跟踪卫星的数量，使得在山区和桥梁长期、稳定、可靠地采用GNSS监测成为可能。

2、GNSS接收机及其配套设备，包括数据采集、集中传输、解算处理、显示记录、防雷防盗等安全防护设施，实现监测数据向监控中心的传输和显示；

3.监控系统无人值守，有人值守，自动运行。年运行可靠率达99%以上。系统可724小时可靠运行，连续无故障运行时间超过10万小时。在没有太阳的情况下，监控系统设备可以依靠备用电源连续工作7天以上；4.GNSS硬件具有良好的物理性能和工作性能，适合长期连续工作。GNSS接收器天线是测地天线；

5.本系统可采用无线网桥通信，数据传输到控制中心进行准实时处理；6.变形变量的准实时显示和分析，可以间歇性地评价滑坡的健康状态；7.实时数据输出；8.控制中心软件自动计算，最短反应时间可以是几分钟到几个小时，实时进行网络调整，自动评估监测结果，所有参数完全由用户根据不同监测需求设定。

9.建立每日通道报警系统，发布在网页上，通过短信或电子邮件报警，让你随时随地掌握滑坡动态；10.通过实时监测滑坡点的空间位移，确定滑坡区域的变形和几何线形；

11.提供高质量的双星四频GNSS测量数据，实时获取毫米级精度的位置数据，水平方向精度小于2.5mm 1ppm，垂直方向精度小于5mm 1 ppm；自动生成报告。用户可以自行设计报告周期，如一周、一天等。用户还可以自动添加或删除一些必要的输出信息，同时可以根据需要自动生成各点的周变化曲线和月变化曲线。第六，黄土坡滑坡GNSS监测点的布设

黄土坡滑坡GNSS自动监测预警系统的监测单元包括参考站和监测站。每个站的具体布局基于以下要求：1 .GNSS参考站1)GNSS参考站选址GNSS参考站选址要求应满足以下要求：

覆盖并均匀分布整个监测区域，考虑到参考点离监测点最近的原则；场地稳定，年平均沉降和位移小于2mm；视野开阔，视野内障碍物高度不得超过15；远离大功率射电源(如电视台、电台、微波站等。)，距离不小于200m，远离高压输电线路和微波无线电传输通道，距离不小于50m；尽可能靠近数据传输网络；观察墩的高度不小于2m；观察标志应远离振动源。

对于黄土坡滑坡项目，考虑到项目部距离监测区域较近，为了便于控制中心的管理和维护，我们将GNSS参考站和控制中心建在项目部的固定基岩上。2)仪器设备的选择根据本项目的实际情况，参照《全球定位导航系统连续运行参考站网建设规范》，本GNSS自动监测系统采用七星华钥M900多系统多频接收机和AT360全频天线，采用分体式设计。2.全球导航卫星系统监测站

根据黄土边坡滑坡的具体情况，在边坡存在安全隐患的几个方向布置几个监测断面，然后根据实际情况在每个断面上设置监测点。

每个监测点都安装了接收器，每个接收器观测到的数据通过无线方式实时传输到控制中心。控制中心软件准实时计算出各监测点的三维坐标，并保存在数据库中。最后通过数据分析软件自动分析各监测点的变化情况和趋势，结合其他监测设备分析排土场的整体稳定性。

黄土坡滑坡GNSS监测站与参考站一样，包括选址、监测站基础设施、仪器设备选型、设备安装四个部分：1)监测站选址根据各滑坡监测区域的实际情况，如地质条件，并参考《GNSS测量规范》。具体布局如上图所示。2)监测站观测墩基础设施

根据黄土坡滑坡监测区域的实际情况和监测点监测的内容，本次GNSS自动监测系统的监测站多为普通土质观测墩或基岩观测墩，安全期宜建每个1.8米以上的观测墩。3)仪器设备的选择根据本项目的实际情况和要达到的技术指标，并参考《全球定位导航系统测量规范》，本GNSS自动监测系统选用A300多系统多频GNSS监测专用接收机。七、边坡自动监测的优点

自动监控系统允许以任意的时间间隔进行采样，典型的时间间隔可以是几分钟、几小时或几天。测试精度得到提高，数据可以远程处理，从而为项目团队提供有用的信息。当然，还有其他好处包括：1)避免人工读取和记录造成的人为错误。2)可以在恶劣天气条件下远程采集数据。3)可24小时不间断监控。4)持续监测可以快速发现关键变化，在情况恶化前采取治疗措施。

5)自动监控系统可以按照程序步骤监控定义的阈值和变化率，使其在超过预定限值时自动报警。

很多工程师认为自动监控是一个“黑匣子”，看得见的检查和宝贵的经验被冰冷的电路板和继电器代替，对存在的问题进行报警。事实上，自动连续监测获得的数据可以为工程师提供许多肉眼难以察觉的被监测结构的新特征信息。他们拓宽了工程师的视野，对结构响应有了深刻的理解。

而且，随着自动监测系统和先进分析工具的应用，工程师可以享受这些廉价新技术的优势，而不会牺牲滑坡区域的安全性。

以上知识分享希望能够帮助到大家！