GNSS在山體滑坡監測中的應用

于軍

（新疆哈密新智源水利水電工程建設監理有限公司，新疆 哈密839000）

1 目前山體滑坡監測的工序

首先是在不穩定的山體上建造變形監測基準點和監測點，隨后是對變形監測基準點和監測點初始值進行觀測，最后定期對基準點、監測點進行觀測，并對觀測值進行分析，確定山體滑坡的位移值及速率，從而預測山體是否會發生滑坡或塌方。

由于國家水準點都是沿國道測定的，山區公路距離國道都比較遠，導致初始值觀測比較煩瑣。通過對GNSS 測量技術的研究，發現GNSS 具有同、異步環好的優點，可以利用這一點對山體滑坡進行監測。

2 采用GNSS 測量方法對山體滑坡監測的可行性論證

由于長期從事水庫變形監測工作，而水庫變形監測最常用的方法便是GNSS 測量方法，因此，對克拉瑪依白楊河庫變形監測的GNSS 數據進行分析，得到各監測點的大地高的差值是一定值，分析情況如表1所示。

上述研究認為，采用GNSS 測量方法進行山體滑坡監測可行，為此將本次山體滑坡監測方案確定為采用GNSS 測量方法進行觀測。

表1 克拉瑪依白楊河水庫變形監測點相對工作基準點TB03 的高差統計表

3 GNSS 監測山體位移技術的實例

3.1 山體滑坡監測的周圍環境

山體滑坡路段方圓2km 內沒有高壓線，沒有大功率電臺，地勢開闊，便于GPS 衛星信號的接收，有利于GNSS 觀測，為提高GNSS 觀測精度提供了有利的條件。

3.2 GNSS 測量與數據處理

監測網布設為二等GNSS 網，采用目前較先進的Trimble R9 net 雙頻GNSS 接機（標稱精度3mm+0.5ppm×D）進行施測。GNSS 數據的處理，基線解算采TBC 軟件，用廣播星歷對基線進行處理。處理完成后，及時對復測基線差值、同步環、異步環閉合差進行檢查，確定精度合格后，導出基線，進行三維無約束平差，得到各監測點的大地高。

4 山體滑坡變形監測數據的分析

4.1 基準點穩定性的分析

山體滑坡監測共觀測四次，觀測間隔為1 個月，每次觀測均采用GNSS 對三基準點大地高差值進行觀測，觀測數據如表2所示。

由表2可見，四次觀測三個基準點間高差的差值均在3mm 以內，高差同步環差值在3mm 以內。說明三個基準點相對位置關系沒有發生變化，基準點穩定可靠。

4.2 山體滑坡變形監測平差結果的分析

四次變形監測平差結果的統計如表3所示。由表3可知，四次觀測平差結果都在限差的一半以內，說明每次GNSS 測量外業完成的較好，測量精度高，方法先進，應當大力推廣。

5 監測點沉降位移的統計與分析

結合以上四次測量成果，統計各監測點相對基準點T03 大地高的差值如表4所示。

假定2019年5月1日觀測的各監測點與基準點T03 大地高差值為初始值，計算各監測點沉降量值如表5所示。

結合表5的數據繪制各監測點的沉降量位移過程線圖，由圖可知監測點JD1、JD2、JD3、JD4、JD5 沉降較小，暫時不會出現滑坡；監測點JD6、JD7、JD8 沉降較為嚴重，及時反饋業主，并得到了政府相關部門重視，在2019年中旬雨季到來時及時疏散了群眾。雖然本次滑坡區域不大，沒有威脅到人民群眾的生命財產安全，但及時預警為今后工作奠定了良好的基礎。本文由于篇幅原因只列出了比基準點高的監測點沉降量計算情況。

表2 基準點大地高差值及高差同步環檢查表

表3 二等GNSS 網歷次觀測精度統計表

表4 四次觀測各監測點與基準點T03 大地高差值統計表 （單位：mm）

表5 四次觀測各監測點的沉降量 （單位：mm）

圖1 各監測點沉降量過程線圖

6 結語

隨著我國北斗系統的發展，采用GNSS 對山體滑坡進行監測的成本大幅降低，而且應用GNSS 方法對山體滑坡進行監測具有操作簡單、精度較高等特點。隨著科學的發展，若能將無線傳輸與遙控太陽能電池板與GNSS 相結合，對山體等危險源進行監測，將大大減少測量人員的危險系數，使用前景廣闊，值得推薦，同時，也可以從沉降速率角度對滑坡體進行預警。